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特許7401900フィルム供給装置及びフィルム供給装置を備えた製袋包装機
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-12
(45)【発行日】2023-12-20
(54)【発明の名称】フィルム供給装置及びフィルム供給装置を備えた製袋包装機
(51)【国際特許分類】
   B65B 41/12 20060101AFI20231213BHJP
   B65B 9/20 20120101ALI20231213BHJP
   B65H 21/00 20060101ALI20231213BHJP
【FI】
B65B41/12 501A
B65B9/20
B65H21/00
【請求項の数】 6
(21)【出願番号】P 2019239636
(22)【出願日】2019-12-27
(65)【公開番号】P2021107250
(43)【公開日】2021-07-29
【審査請求日】2022-10-06
(73)【特許権者】
【識別番号】000147833
【氏名又は名称】株式会社イシダ
(74)【代理人】
【識別番号】110000202
【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー
(72)【発明者】
【氏名】下田 崇史
(72)【発明者】
【氏名】トウ 宇川
(72)【発明者】
【氏名】小池 智子
(72)【発明者】
【氏名】大谷 貴文
(72)【発明者】
【氏名】藤原 弘樹
(72)【発明者】
【氏名】山根 雅行
【審査官】佐藤 秀之
(56)【参考文献】
【文献】特開昭54-036366(JP,A)
【文献】特開2008-001429(JP,A)
【文献】特開平06-191693(JP,A)
【文献】特開2000-103555(JP,A)
【文献】特開2005-145559(JP,A)
【文献】特開2017-007810(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B65B 41/00
B65B 9/00
B65H 19/00
B65H 21/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1フィルムの巻き回された第1フィルムロールを回転可能に保持する第1保持部と、
前記第1フィルムロールとの交換用の、第2フィルムの巻き回された第2フィルムロールを回転可能に保持する第2保持部と、
前記第1フィルムの第1部分と前記第2フィルムの第2部分とを接続する接続部と、
前記第1フィルムの終端と前記第1フィルムの前記第1部分との間の前記第1フィルムの第1所定箇所と、前記第2フィルムの始端と前記第2フィルムの前記第2部分との間の前記第2フィルムの第2所定箇所と、をまとめて切断する切断部と、
前記接続部による接続後の前記第1フィルム及び前記第2フィルムである、接続フィルム、を搬送する搬送部と、
を備え、
前記接続部と前記切断部とは離れて固定配置されており
前記搬送部は、前記第1フィルムの前記第1部分及び前記第2フィルムの前記第2部分を、前記接続部による前記第1フィルムと前記第2フィルムとの接続時に比べて前記切断部に接近させるように、前記接続フィルムを第1位置へと搬送する、
フィルム供給装置。
【請求項2】
記切断部は、前記搬送部による前記接続フィルムの前記第1位置への搬送後に、前記第1フィルムの前記第1所定箇所と、前記第2フィルムの前記第2所定箇所と、をまとめて切断する、
請求項1に記載のフィルム供給装置。
【請求項3】
前記第1フィルムがかけ回される可動ローラを含む、フィルム貯留機構を更に備える、
請求項2に記載のフィルム供給装置。
【請求項4】
前記接続部による前記第1フィルムと前記第2フィルムとの接続と、前記切断部による前記第1フィルムと前記第2フィルムとの切断とは、同時に行われる、
請求項1に記載のフィルム供給装置。
【請求項5】
前記接続部は、前記第1フィルムの前記第1部分と前記第2フィルムの前記第2部分とを熱溶着し、
前記フィルム供給装置は、前記接続部により接続される前記第1フィルムの前記第1部分と前記第2フィルムの前記第2部分とを冷却する冷却部を更に備える、
請求項1から4のいずれか1項に記載のフィルム供給装置。
【請求項6】
請求項1から5のいずれか1項に記載のフィルム供給装置と、
前記フィルム供給装置が供給するフィルムを筒状に形成し、横シールして袋を製袋する製袋装置と、
を備えた製袋包装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フィルム供給装置、特には、使用済フィルムロールのフィルムと交換用フィルムロールのフィルムとの接続部を備えたフィルム供給装置に関する。また、本発明は、このフィルム供給装置を備えた製袋包装機に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、特許文献1(特開2008-127092号公報)のように、使用済フィルムロールのフィルムと交換用フィルムロールのフィルムとを自動で接続する接続部を備え、連続的なフィルム供給を可能としたフィルム供給装置が知られている。このようなフィルムの接続部を備えたフィルム供給装置は、フィルムロールの交換の際の作業を低減可能である共に、フィルムロールの交換に要する時間を短縮可能である。
【0003】
特許文献1(特開2008-127092号公報)のフィルム供給装置では、以下のような流れでフィルムの自動接続が行われる。
【0004】
初めに、使用済フィルムロールのフィルム(以後、第1フィルムと呼ぶ)が所定位置で切断される。次に、第1フィルムの所定箇所と、始端が把持されている交換用フィルムロールのフィルム(以後、第2フィルムと呼ぶ)の所定箇所とが接続される。その後、第1フィルムの終端近傍と第2フィルムの始端近傍とが接続される。接続後のフィルムは、フィルムの供給先へと供給される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1(特開2008-127092号公報)のフィルム供給装置では、フィルム供給先へと供給されるフィルムには、第2フィルムの始端と、第2フィルムの第1フィルムとの接続箇所との間の部分が不要部分として残る。特に、第2フィルムの始端と、第2フィルムの第1フィルムとの接続箇所とが離れている場合、フィルム供給されるフィルムに、長い不要部分が残る。フィルムの不要部分は、特に不要部分が長い場合には、フィルム供給装置内やフィルム供給先において部品に不要部分が絡みつく等のフィルム搬送不具合を引き起こす可能性がある。
【0006】
本発明の課題は、使用済フィルムロールのフィルムと交換用フィルムロールのフィルムとの接続部を備え、接続後のフィルムの不要部分の長さを低減可能なフィルム供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の第1観点に係るフィルム供給装置は、第1保持部と、第2保持部と、接続部と、切断部と、を備える。第1保持部は、第1フィルムの巻き回された第1フィルムロールを回転可能に保持する。第2保持部は、第1フィルムロールとの交換用の、第2フィルムの巻き回された第2フィルムロールを回転可能に保持する。接続部は、第1フィルムの第1部分と第2フィルムの第2部分とを接続する。切断部は、第1フィルムの終端と第1フィルムの第1部分との間の第1フィルムの第1所定箇所と、第2フィルムの始端と第2フィルムの第2部分との間の第2フィルムの第2所定箇所と、をまとめて切断する。接続部と切断部とは離れて固定配置される。
【0008】
第1観点のフィルム供給装置では、使用済フィルムロールの第1フィルムと交換用フィルムロールの第2フィルムとの接続後に、第1フィルムがその終端と第2フィルムとの接続箇所との間で切断され、第2フィルムがその始端と第1フィルムとの接続箇所との間で切断される。そのため、本フィルム供給装置では、フィルム供給先へと送られるフィルムに残る、フィルム搬送の不具合の原因となり得る第2フィルムの不要部分の長さを低減できる。
【0009】
また、第1観点のフィルム供給装置では、切断部が第1フィルムと第2フィルムとをまとめて切断するため、第1フィルム及び第2フィルムのそれぞれに独立して切断部を設ける場合に比べて装置の製造費を抑制できる。
【0010】
本発明の第2観点に係るフィルム供給装置は、第1観点のフィルム供給装置であって、搬送部を更に備える。搬送部は、接続フィルムを搬送する。接続フィルムは、接続部による接続後の第1フィルム及び第2フィルムである。搬送部は、第1フィルムの第1部分及び第2フィルムの第2部分を、接続部による第1フィルムと第2フィルムとの接続時に比べて切断部に接近させるように、接続フィルムを第1位置へと搬送する。切断部は、搬送部による接続フィルムの第1位置への搬送後に、第1フィルムの第1所定箇所と、第2フィルムの第2所定箇所と、をまとめて切断する。
【0011】
第2観点に係るフィルム供給装置では、第1フィルムと第2フィルムとの接続後に、第1フィルムと第2フィルムとの接続箇所が切断部に接近させられる。そのため、接続部と切断部とが離れて配置されていても、フィルム供給先へと送られる接続フィルムに残る第2フィルムの不要部分の長さを低減できる。また、本フィルム供給装置では、フィルム供給先へと送られる接続フィルムに残る第1フィルムの不要部分の長さ(第1所定箇所と第1部分との間の長さ)も低減できる。
【0012】
本発明の第3観点に係るフィルム供給装置は、第2観点のフィルム供給装置であって、フィルム貯留機構を更に備える。フィルム貯留機構は、第1フィルムがかけ回される可動ローラを含む。
【0013】
第3観点に係るフィルム供給装置は、フィルム貯留機構を備えることで、フィルム供給先の装置が停止していても、接続フィルムの第1フィルムと第2フィルムとの接続箇所を切断部に接近させることが容易である。
【0014】
本発明の第4観点に係るフィルム供給装置は、第1観点のフィルム供給装置であって、接続部による第1フィルムと第2フィルムとの接続と、切断部による第1フィルムと第2フィルムとの切断とは、同時に行われる。
【0015】
第4観点に係るフィルム供給装置では、フィルムの接続と切断とが同時に行われるため、使用済フィルムロールと交換用フィルムロールとの切り換えを短時間で実現できる。
【0016】
本発明の第5観点に係るフィルム供給装置は、第1観点から第4観点のいずれかのフィルム供給装置であって、接続部は、第1フィルムの第1部分と第2フィルムの第2部分とを熱溶着する。フィルム供給装置は、冷却部を更に備える。冷却部は、接続部により接続される第1フィルムの第1部分と第2フィルムの第2部分とを冷却する。
【0017】
第5観点に係るフィルム供給装置では、第1フィルムと第2フィルムとの接続箇所を冷却することで、比較的短時間で、第1フィルムと第2フィルムとをしっかりと固定できる。そのため、接続後に長い待機時間を設けなくても、フィルムの搬送時に第1フィルムと第2フィルムとの接続が外れる等の不具合が発生しにくい。
【0018】
本発明の第6観点に係る製袋包装機は、第1観点から第5観点のいずれかのフィルム供給装置と、製袋装置と、を備える。製袋装置は、フィルム供給装置が供給するフィルムを筒状に形成し、横シールして袋を製袋する。
【0019】
第6観点に係る製袋包装機では、第2フィルムの不要部分がフィルム供給装置や製袋装置の部品に絡みつく等のフィルムの搬送不具合の発生を抑制できる。
【発明の効果】
【0020】
本発明に係るフィルム供給装置では、フィルム供給先へと送られるフィルムに残る、フィルム搬送の不具合の原因となり得る第2フィルムの不要部分の長さを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
図1】本発明の一実施形態に係るフィルム供給装置を備えた製袋包装機を含む計量製袋包装システムの概略斜視図である。
図2図1の製袋包装機の概略構成図である。
図3図2の製袋包装機の制御ブロック図である。
図4図2の製袋包装機で用いられるフィルムの一例を示す図である。
図5図2の製袋包装機のフィルム供給装置の概略斜視図である。
図6図5のフィルム供給装置の保持機構支持フレーム周りの斜視図である。
図7図6の保持機構支持フレームを回転可能に支持するフレーム用シャフトの内部構造を示す断面斜視図である。
図8】第2保持機構がフィルムロールセット位置に配置されている状態の図5のフィルム供給装置の主要部分の側面図である。
図9】第2保持機構がフィルムロール待機位置に配置されている状態の図5のフィルム供給装置の主要部分の拡大側面図である。
図10】フレーム用シャフト、第1シャフト及び第2シャフトへの駆動力伝達を説明するための、図5のフィルム供給装置のフレーム用シャフト周辺の概略平面図である。
図11A図6の保持機構支持フレームの姿勢検出機構を説明するための図面である。
図11B図6の保持機構支持フレームの姿勢検出機構の他の例を説明するための図面である。
図12A】使用するフィルムロールを切り換える際のフィルム供給装置の動作の例を説明するための図面である。
図12B】使用するフィルムロールを切り換える際のフィルム供給装置の動作の例を説明するための図面である。
図12C】使用するフィルムロールを切り換える際のフィルム供給装置の動作の例を説明するための図面である。
図12D】使用するフィルムロールを切り換える際のフィルム供給装置の動作の例を説明するための図面である。
図12E】使用するフィルムロールを切り換える際のフィルム供給装置の動作の例を説明するための図面である。
図12F】使用するフィルムロールを切り換える際のフィルム供給装置の動作の例を説明するための図面である。
図13】使用するフィルムロールを切り換える際のフィルム供給装置の動作の例を説明するためのフローチャートである。
図14】使用するフィルムロールを切り換える際のフィルム供給装置の動作の他の例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0022】
図面を参照しながら、本発明のフィルム供給装置の実施形態、及び、そのフィルム供給装置を備えた製袋包装機の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
【0023】
なお、以下の説明では、方向や位置関係等を説明するために、垂直、直交、水平、鉛直等の表現を用いる場合があるが、これらは厳密に垂直、直交、水平、鉛直等である場合だけではなく、実質的に垂直、直交、水平、鉛直等である場合を含む。
【0024】
また、以下の説明では、方向等を表すために、「前(正面)」、「後(背面)」、「上」、「下」、「左」、「右」等の表現を使用する場合がある。特記無き場合、ここでの「前」、「後」、「上」、「下」、「左」、「右」は、図面に付された矢印の向きに従う。
【0025】
(1)全体構成
本発明のフィルム供給装置の一実施形態に係るフィルム供給装置100、及び、フィルム供給装置100を備えた本発明の製袋包装機の一実施形態に係る製袋包装機1000を含む、計量製袋包装システム1について、図1図5を参照しながら説明する。図1は、計量製袋包装システム1の概略斜視図である。図2は、製袋包装機1000の概略構成図である。図3は、製袋包装機1000の制御ブロック図である。図4は、製袋包装機1000で用いられるフィルムの一例を示す図である。図5は、フィルム供給装置100の概略斜視図である。
【0026】
計量製袋包装システム1は、組合せ計量装置2000と、製袋包装機1000と、を主に含む(図1参照)。
【0027】
製袋包装機1000は、シート状のフィルムFから袋状の包装材を製袋し、内部に物品Cが収容された袋Bを作る(図2参照)。ここで使用されるフィルムFは、袋Bに成形された時に外面側に配置される印刷面Fa(図4参照)と、印刷面Faの裏側の非印刷面Fbとを含む。印刷面Faには、図4のように印刷Pが施されている。非印刷面Fbには印刷は施されていない。印刷Pは、製品としての物品Cの広告・販促や、物品Cに関する情報提供のために印刷される文字、図形及び写真等である。印刷面Faには、図4のように、印刷Pの他、フィルムFの位置検出のために用いられるレジマークMも印刷されている。物品Cは、例えばポテトチップスである。ただし、物品Cの種類はポテトチップスに限定されるものではなく、他の食品でも、食品以外であってもよい。物品Cは、製袋包装機1000の上方に設置された組合せ計量装置2000から供給される(図2参照)。
【0028】
製袋包装機1000は、製袋装置200と、フィルム供給装置100と、制御装置300と、主に備える(図2及び図3参照)。制御装置300は、製袋装置200及びフィルム供給装置100の各種機器の動作を制御する。フィルム供給装置100は、シート状のフィルムFが巻き回されたフィルムロールFRを保持し、フィルムロールFRから繰り出されるフィルムFを製袋装置200に供給する。製袋装置200は、フィルム供給装置100が供給するフィルムFを筒状に成形し、筒状に成形されたフィルムF(筒状フィルムFt)を横シールして袋を製袋する。
【0029】
フィルム供給装置100は、フィルムFの供給に関する機構として、第1保持機構110a及び第2保持機構110bと、フィルム繰り出し機構116と、張力調整機構180と、を主に有する(図2及び図5参照)。保持機構110a,110bのそれぞれは、シート状のフィルムFが巻き回されたフィルムロールFRを保持する(図2参照)。具体的には、第1保持機構110aは、図2のように、装着されたフィルムロールFRを回転可能に保持するシャフト111aを有する。第2保持機構110bは、図2のように、装着されたフィルムロールFRを回転可能に保持するシャフト111bを有する。
【0030】
フィルムロールFRは、図4のようなシート状のフィルムFが巻き芯(図示省略)に巻き回されたものである。フィルムロールFRに巻き回されたフィルムFの巻き芯側の終端は、例えば図示しないテープで巻き芯に貼り付けられたり、接着剤で巻き芯に接着されたりして、巻き芯に連結(固定)されている。
【0031】
フィルム繰り出し機構116は、複数の保持機構110a,110bのそれぞれのシャフト111a,111bを互いに独立に回転させ、各保持機構110a,110bのシャフト111a,111bに装着されたフィルムロールFRからフィルムFを繰り出す。フィルム繰り出し機構116は、第1保持機構用モータ114aと、第2保持機構用モータ114bと、を含む。第1保持機構用モータ114aは、シャフト111aを回転させて、シャフト111aに装着されたフィルムロールFRからフィルムFを繰り出す。第2保持機構用モータ114bは、シャフト111bを回転させて、シャフト111bに装着されたフィルムロールFRからフィルムFを繰り出す。
【0032】
製袋装置200は、フォーマユニット210、フィルム搬送ベルト220、縦シール機構230、及び横シール機構240を主に有する(図2参照)。
【0033】
製袋包装機1000は、制御装置300により製袋装置200及びフィルム供給装置100の各種構成機器の動作が制御されることで、概ね以下のような流れで、物品Cが収容された袋Bを製造する。図2及び図5を参照しながら説明する。
【0034】
製袋装置200には、フィルム供給装置100の2つの保持機構110a,110bの一方が保持するフィルムロールFRからシート状のフィルムFが供給される。第1保持機構110aの第1シャフト111aに装着されたフィルムロールFRからシート状のフィルムFが供給される場合には、第1保持機構用モータ114aによりフィルムFが繰り出される。保持機構110bの第2シャフト111bに装着されたフィルムロールFRからシート状のフィルムFが供給される場合には、第2保持機構用モータ114bによりフィルムFが繰り出される。フィルムロールFRから引き出されたシート状のフィルムFは、製袋装置200のフィルム搬送ベルト220により搬送される。製袋装置200へと搬送されるシート状のフィルムFは、後述する張力調整機構180の可動ローラ185及び固定ローラ182を含む複数のローラ170にガイドされ、フォーマユニット210へと搬送される。張力調整機構180では、可動ローラ185がフィルムFに力が作用させ、搬送されるフィルムFの張力を調整する。フォーマユニット210では、シート状のフィルムFが筒状に成形され、筒状フィルムFtとなる。筒状フィルムFtは、フィルム搬送ベルト220により下方に搬送され、フォーマユニット210の下方に配置された縦シール機構230により筒状フィルムFtの重なり部分が縦方向にシールされる。縦シール機構230により縦方向(フィルム搬送方向)にシールされた筒状フィルムFtは、フィルム搬送ベルト220により更に下方に搬送され、縦シール機構230の下方に配置されている横シール機構240で、筒状フィルムFtの搬送方向と直交する方向にシールされる。さらに、横シール機構240では、筒状フィルムFtの横シール部分がその中間で横方向に切断され、上下端の封止された袋Bが製袋される。なお、袋Bとなる筒状フィルムFtの内部には、横シール機構240による筒状フィルムFtの上端の封止前に、組合せ計量装置2000の供給する物品Cが入れられる。製袋包装機1000により作られた物品Cが収容された袋Bは、例えば、横シール機構240の下方に配置された図示されないコンベア等により、下流側の工程へと搬送される。
【0035】
(2)製袋包装機の詳細構成
製袋包装機1000の製袋装置200、フィルム供給装置100、及び制御装置300について、詳細を説明する。
【0036】
(2-1)製袋装置
製袋装置200の、フォーマユニット210、フィルム搬送ベルト220、縦シール機構230、及び横シール機構240について説明する。
【0037】
(2-1-1)フォーマユニット
フォーマユニット210は、主に、フォーマ本体212と、チューブ214と、を有する(図2参照)。
【0038】
フォーマ本体212は、筒状のチューブ214を取り囲むように配置されている。フォーマ本体212は、フォーマ本体212へと搬送されてくるシート状のフィルムFを、フィルムFの左端部と右端部が重なるように曲げて筒状に成形する。成形された筒状フィルムFtは、筒状のチューブ214の下部側の外周面に巻きつくように案内され、チューブ214に巻き付いた状態で下方に搬送される。
【0039】
チューブ214は、鉛直方向に延び、上下の端部が開口した筒状の部材である。チューブ214は、落下してくる物品Cを、上部の開口で受け取る(図2参照)。チューブ214の上部の開口から投入された物品Cは、チューブ214の内部を通過して、チューブ214の下部の開口から筒状フィルムFtの内部に供給される。
【0040】
(2-1-2)フィルム搬送ベルト
製袋装置200は、一対のフィルム搬送ベルト220を有する。一対のフィルム搬送ベルト220は、フォーマユニット210の下方に配置される(図2参照)。一対のフィルム搬送ベルト220は、筒状フィルムFtが巻き付いたチューブ214の左側及び右側にそれぞれ配置される。図2では、右側のフィルム搬送ベルト220のみを描画している。
【0041】
一対のフィルム搬送ベルト220は、フィルムロールFRから引き出されるフィルムFをフォーマ本体212へと搬送する。また、フィルム搬送ベルト220は、フォーマ本体212で成形された筒状フィルムFtを横シール機構240へ搬送する。フィルム搬送ベルト220は、筒状フィルムFtを吸着して下方に搬送する。
【0042】
各フィルム搬送ベルト220は、図2のように、駆動ローラ222、従動ローラ224及びベルト226を有する。ベルト226は、吸着機能を有する。ベルト226は、駆動ローラ222及び従動ローラ224に巻き掛けられている。駆動ローラ222は、図示しないモータと連結され、モータにより駆動される。ベルト226がフィルムを吸着した状態で、駆動ローラ222が駆動されると、筒状フィルムFtは下方に搬送される。
【0043】
(2-1-3)縦シール機構
縦シール機構230は、チューブ214に巻き付いた筒状フィルムFtの重なり部分を縦シールする(上下方向にシールする)。
【0044】
縦シール機構230は、ヒータと、筒状フィルムFtの重なり部分に接触するヒータベルトと、ヒータベルトを駆動する駆動機構と、を有する(図示省略)。ヒータは、ヒータベルトを加熱する。駆動機構は、ヒータベルトを、チューブ214に近づくように、又は、チューブ214から遠ざかるように前後方向に駆動する。ヒートベルトが、駆動機構によりチューブ214に近づくように駆動されると、チューブ214に巻き付いた筒状フィルムFtの重なり部分が、ヒータベルトとチューブ214との間に挟まれる。縦シール機構230は、筒状フィルムFtの重なり部分を、加熱されたヒータベルトでチューブ214に押しつけることで、筒状フィルムFtの重なり部分を縦方向に熱シールする。
【0045】
(2-1-4)横シール機構
横シール機構240は、フィルム搬送ベルト220及び縦シール機構230の下方に配置されている(図2参照)。横シール機構240は、フィルム搬送ベルト220により下方に搬送されてくる縦シール済みの筒状フィルムFtを横シールする。言い換えれば、横シール機構240は、筒状フィルムFtの搬送方向と直交する方向に筒状フィルムFtをシールする。
【0046】
横シール機構240は、筒状フィルムFtの前後にそれぞれ配置される一対の回転体242を有する(図2参照)。各回転体242には、ヒータを内蔵するシールジョー244a及びシールジョー244bが取り付けられている(図2参照)。両回転体242のシールジョー244aは、筒状フィルムFtを横シールする際、対となって機能する。また、両回転体242のシールジョー244bは、筒状フィルムFtを横シールする際、対となって機能する。一対のシールジョー244aと、一対のシールジョー244bとは、搬送されてくる筒状フィルムFtを交互に横シールする。
【0047】
シールジョー244aによる筒状フィルムFtの横シールについて説明する。図示しない駆動機構が駆動され、一対の回転体242が旋回すると、各回転体242に取り付けられたシールジョー244aは、側面視において互いに対称な軌跡を描きながら旋回する。旋回する一対のシールジョー244aは、互いに押しつけ合う状態で筒状フィルムFtを挟持し、筒状フィルムFtの袋Bの上下の端部となる部分に圧力及び熱を加えて横シールする。シールジョー244aの一方には、図示しないカッターが内蔵されている。カッターは、筒状フィルムFtの横シール部分を、筒状フィルムFtの搬送方向における中間位置で切断し、袋Bと後続の筒状フィルムFtとを切り離す。
【0048】
シールジョー244bによる筒状フィルムFtの横シールについては、シールジョー244aによる筒状フィルムFtの横シールと同様であるので、説明は省略する。
【0049】
(2-2)フィルム供給装置
フィルム供給装置100について、図2図12を主に参照しながら説明する。
【0050】
図6は、フィルム供給装置100の保持機構支持フレーム120周りの斜視図である。図7は、保持機構支持フレーム120を回転可能に支持するフレーム用シャフト130の内部構造を示す断面斜視図である。図8は、第2保持機構110bがフィルムロールセット位置A1に配置されている状態のフィルム供給装置100の主要部分の側面図である。図9は、第2保持機構110bがフィルムロール待機位置A3に配置されている状態のフィルム供給装置100の主要部分の拡大側面図である。図10は、フレーム用シャフト130、第1シャフト111a及び第2シャフト111bへの駆動力伝達を説明するための、フィルム供給装置100のフレーム用シャフト130周りの概略平面図である。図11Aは、保持機構支持フレーム120の姿勢を検出するための姿勢検知機構400を説明するための図面である。図11Bは、保持機構支持フレーム120の姿勢を検出するための姿勢検知機構400の他の例を説明するための図面である。図12A図12Fは、使用するフィルムロールFRを切り換える際のフィルム供給装置100の動作の例を説明するための図面である。図12A図12Fは、フィルム供給装置100の動作を時系列で示している。
【0051】
フィルム供給装置100は、フィルムロールFRに巻き回されたフィルムFを製袋装置200に供給する。フィルム供給装置100では、フィルムFの搬送路に沿って配置される複数のローラ170により、フィルムロールFRから繰り出されるフィルムFが製袋装置200にガイドされる。複数のローラ170には、張力調整機構180の固定ローラ182及び可動ローラ185を含む。
【0052】
フィルム供給装置100は、図5及び図6に示すように、第1保持機構110a及び第2保持機構110bと、保持機構支持フレーム120と、フレーム用シャフト130と、移動機構139と、フィルム繰り出し機構116と、を有する。また、フィルム供給装置100は、図8及び図9に示すように、第1保持機構110a用の位置調整機構140と、第2保持機構110b用の位置調整機構140と、を有する。第1保持機構110a用の位置調整機構140の図示は省略している。また、フィルム供給装置100は、図8及び図9に示すように、フィルム接続機構160を有する。
【0053】
各位置調整機構140は、図8及び図9に示すように、第1位置調整用センサ142と、フィルム仮置部143と、仮押さえ機構144と、位置調整用エアノズル146と、を主に含む。第1保持機構110a用の位置調整機構140は、第1保持機構110aに交換用のフィルムロールFRが装着された時に、そのフィルムロールFR(交換用フィルムロールFR)に巻き回されたフィルムFの接続部分やフィルムFの始端の位置を調整するために主に用いられる。第2保持機構110b用の位置調整機構140は、第2保持機構110bに交換用のフィルムロールFRが装着された時に、そのフィルムロールFR(交換用フィルムロールFR)に巻き回されたフィルムFの接続部分やフィルムFの始端の位置を調整するために主に用いられる。
【0054】
ここで、以下での説明の便宜ため、フィルムFの始端、終端、接続部分を定義する。
【0055】
まず、定義にあたり、第1保持機構110a,110bの一方が保持するフィルムロールFR(説明の便宜上、以後では使用済フィルムロールFRと呼ぶ)のフィルムFが使い切られ、保持機構110a,110bの他方が保持するフィルムロールFR(説明の便宜上、以後では交換用フィルムロールFRと呼ぶ)のフィルムFが、フィルム接続機構160の後述する接続部162により使用済フィルムロールFRのフィルムFと接続される場合を想定する。
【0056】
この時、交換用フィルムロールFRのフィルムFの、接続部162により使用済フィルムロールFRのフィルムFと接続される部分を、交換用フィルムロールFRのフィルムFの接続部分と呼ぶ。また、使用済フィルムロールFRのフィルムFの、接続部162により交換用フィルムロールFRのフィルムFの接続部分と接続される部分を、使用済フィルムロールFRのフィルムFの接続部分と呼ぶ。フィルムFの終端は、フィルムロールFRに巻かれたフィルムFの、図示しない巻き芯に接続される側の端を意味する。また、フィルムFの始端は、フィルムロールFRに巻かれたフィルムFの引き出し側(巻き芯に接続される側とは反対側)の端を意味する。
【0057】
例えば、図8及び図9を例にすれば、符号F2Lで示された部分が交換用フィルムロールFRのフィルムFの始端である。図9を例にすれば、符号F1Tで示された部分が使用済フィルムロールFRのフィルムFの終端である。また、図9を例にすれば、符号F11で示された部分が使用済フィルムロールFRのフィルムFの接続部分である。また、図8及び図9を例にすれば、符号F21で示された部分が交換用フィルムロールFRのフィルムFの接続部分である。
【0058】
フィルム接続機構160は、接続部162、第1クランプ163、第2クランプ164、ナイフ166、ピンチローラ168、第2位置調整用センサ152、第3位置調整用センサ154、及び冷却部161を主に含む。フィルム接続機構160は、保持機構110a,110bの一方が保持するフィルムロールFRのフィルムFが使い切られた時に、使用済フィルムロールFRのフィルムFの接続部分を適切な位置に調整し、保持機構110b,110aの他方が保持する交換用フィルムロールFRのフィルムFの接続部分と接続するために主に用いられる。
【0059】
なお、位置調整機構140による交換用フィルムロールFRのフィルムFの接続部分の位置調整、及び、フィルム接続機構160による使用済フィルムロールFRのフィルムFの接続部分の位置調整は、交換用フィルムロールFRのフィルムFと使用済フィルムロールFRのフィルムFとを接続部162により接続した時に、フィルムFの印刷Pの位置ずれが起こることを防止するために行われる。
【0060】
以下に、フィルム供給装置100の各機器・機構・部材について説明する。
【0061】
なお、保持機構110a,110bが保持するフィルムロールFRは、同種のシート状のフィルムFが巻き回された同種のフィルムロールである。しかし、以下では、説明の便宜上、第1保持機構110aの保持するフィルムロールをシート状の第1フィルムF1が巻き回された第1フィルムロールFR1と呼び、第2保持機構110bの保持するフィルムロールFRを第2フィルムF2が巻き回された第2フィルムロールFR2と呼んで呼び分ける場合がある。
【0062】
(2-2-1)保持機構
第1保持機構110aは、シート状の第1フィルムF1が巻き回された第1フィルムロールFR1を回転可能に保持する(図8参照)。第2保持機構110bは、シート状の第2フィルムF2が巻き回された第2フィルムロールFR2を回転可能に保持する(図8参照)。
【0063】
第2保持機構110bは、第2シャフト111bを有する(図6参照)。第2シャフト111bには、第2フィルムロールFR2が装着される。第2シャフト111bは、装着された第2フィルムロールFR2を回転可能に保持する。第2シャフト111bは、一端が保持機構支持フレーム120側で支持されている片持ちのシャフトである。第2保持機構用モータ114bにより第2シャフト111bが回転すると、第2フィルムロールFR2は第2シャフト111bと共に回転する。
【0064】
第2保持機構110bは、ガイド部材119を有する(図5参照)。ガイド部材119は、第2シャフト111bに第2フィルムロールFR2が装着され、第2フィルムロールFR2に巻き回されている第2フィルムF2の接続部分の位置調整が行われる際に、第2フィルムF2が所定経路に沿って配置されるように、第2フィルムF2をガイドする(図8参照)。
【0065】
また、第2保持機構110bは、図8のようにフィルム押さえ機構117を有する。フィルム押さえ機構117は、第2シャフト111bに第2フィルムロールFR2が取り付けられ、第2フィルムロールFR2に巻き回された第2フィルムF2の接続部分が位置合わせされた時に、第2フィルムF2が位置ずれしないように、第1フィルムF1と第2フィルムF2との接続が行われるまで第2フィルムF2を押さえる。フィルム押さえ機構117は、固定ローラ112と、ロッドの先端に可動ローラ118が取り付けられた第1エアシリンダ118aと、主に含む(図8参照)。第1エアシリンダ118aが駆動され、可動ローラ118が固定ローラ112に押し付けられると、可動ローラ118と固定ローラ112との間に配置される第1フィルムF1は、可動ローラ118と固定ローラ112との間で押さえられる。特には、第1フィルムF1は、可動ローラ118と、3つ並べて配置された固定ローラ112のうち、図8に描画した状態において中央に配置される固定ローラ112aとの間で押さえられる。なお、可動ローラ118を移動させるための機構は、エアシリンダに限定されるものではなく、油圧シリンダやモータであってもよい。
【0066】
ガイド部材119、固定ローラ112及び第1エアシリンダ118aは、保持機構支持フレーム120から延びるアーム122bに取り付けられている(図8参照)。
【0067】
第1保持機構110aは、第1シャフト111aを有する(図6参照)。第1シャフト111aには、第1フィルムロールFR1が装着される。第1シャフト111aは、装着された第1フィルムロールFR1を回転可能に保持する。第1シャフト111aは、一端が保持機構支持フレーム120側で支持されている片持ちのシャフトである。第1保持機構用モータ114aにより第1シャフト111aが回転すると、第1フィルムロールFR1は第1シャフト111aと共に回転する。また、説明の重複を避けるため、詳細な説明は省略するが、第1保持機構110aも、第2保持機構110bのガイド部材119及びフィルム押さえ機構117と同様の構造・機能を有するガイド部材119及びフィルム押さえ機構117(図示せず)を有する。
【0068】
なお、保持機構110a,110bが保持するフィルムロールFRが製袋装置200で利用される際(保持機構110a,110bが、後述するフィルム供給位置A2,A4に配置される際)、フィルムロールFRから繰り出されたフィルムFは、製袋装置200のフィルム搬送ベルト220により搬送される。フィルムロールFRから引き出されたフィルムFは、張力調整機構180の可動ローラ185及び固定ローラ182を含む複数のローラ170にガイドされ、製袋装置200のフォーマユニット210へと搬送される(図2参照)。
【0069】
(2-2-2)張力調整機構
張力調整機構180は、搬送されるフィルムFに作用する張力の大きさを調整する。張力調整機構180は、主に、固定ローラ182と、可動ローラ機構184と、シャフト184aと、第3エアシリンダ187と、エンコーダ188と、を有する(図3及び図8参照)。可動ローラ機構184は、可動ローラ185と、一対のアーム186と、を有する(図8参照)。アーム186は、可動ローラ185を支持する部材である。一対のアーム186は、左右方向に延びる可動ローラ185を挟むように、可動ローラ185の左側及び右側に配置され、可動ローラ185の左右の端部を支持する。各アーム186は、左右方向に延びるシャフト184aにより回転可能に支持されている。第3エアシリンダ187のロット(図示せず)の先端は、シャフト184aから径方向に延びるアーム(図示せず)に連結される。第3エアシリンダ187が駆動されることで、シャフト184aには、シャフト184aを回転させる力が作用する。
【0070】
固定ローラ182及び可動ローラ185は、フィルムロールFRから繰り出されるフィルムFの搬送路に配置される。固定ローラ182及び可動ローラ185は、製袋包装機1000の通常運転時におけるフィルムFの搬送方向において、フィルムロールFRとフォーマ本体212との間に配置される(図2参照)。固定ローラ182及び可動ローラ185は、いずれも回転自在である。固定ローラ182及び可動ローラ185は、いずれも左右方向に延びる。固定ローラ182は、製袋包装機1000の図示しないフレームに固定されており、その位置は不動である。一方、可動ローラ185は、上記のようにシャフト184aの軸心周りを回転可能なアーム186に固定されており、アーム186の動きによりその位置が変化する(すなわち可動である)。
【0071】
固定ローラ182及び可動ローラ185は、フィルムロールFRから搬送されてくるフィルムFに接触し、フィルムFをガイドする。フィルムFは、フィルムロールFRから製袋装置200への搬送時に、上流側から、固定ローラ182、可動ローラ185、固定ローラ182、可動ローラ185、固定ローラ182の順にフィルムFと接触するよう、固定ローラ182及び可動ローラ185に巻き掛けられている(図8参照)。フィルムFは、固定ローラ182が搬送されるフィルムFの下面(印刷面Fa)に接触し、可動ローラ185が搬送されるフィルムFの上面(非印刷面Fb)に接触するように、固定ローラ182及び可動ローラ185に巻き掛けられている(図8参照)。
【0072】
なお、アーム186が回転し、可動ローラ185の位置が変化すると、張力調整機構180におけるフィルムFの搬送路長が変化する。具体的には、アーム186が下方に回転し、可動ローラ185が下方に移動すると、張力調整機構180におけるフィルムFの搬送路長が長くなる。その結果、張力調整機構180では、可動ローラ185の位置を下方に移動させることでフィルムFを貯留できる。言い換えれば、張力調整機構180は、フィルム貯留機構として機能する。
【0073】
フィルムFの上面に接触する可動ローラ185は、可動ローラ機構184の自重と、第3エアシリンダ187が生じさせるシャフト184aを回転させる力との合力で、フィルムFを下方に押す。その結果、可動ローラ185は、フィルムFに張力を作用させる。なお、張力調整機構180では、第3エアシリンダ187の動作の制御により、可動ローラ185がフィルムFを下方に押す力は変化し、フィルムFに作用する張力が変化する。
【0074】
なお、シャフト184aの一端には、シャフト184aの回転角度を検出するためのエンコーダ188(図3参照)が取り付けられている。エンコーダ188の検出結果は、制御装置300による可動ローラ185の位置の制御に用いられる。また、エンコーダ188の検出結果は、フィルムロールFRの終端の検知にも利用可能である。なお、フィルムロールFRの終端の検知とは、製袋に使用しているフィルムロールFRのフィルムFが全て繰り出された状態の検知を意味する。さらに、エンコーダ188の検出結果は、フィルムFの搬送距離の算出にも利用可能である。
【0075】
制御装置300は、製袋包装機1000の運転中にフィルムFが搬送される際、エンコーダ188の検出結果に基づき、そのフィルムFが繰り出されるフィルムロールFRを保持する保持機構110a,110bのシャフト111a,111bの回転速度を調整し、フィルムFをガイドする可動ローラ185の位置を所定位置に制御する。例えば、フィルムFが繰り出されるフィルムロールFRが第1フィルムロールFR1であれば、制御装置300は、第1フィルムロールFR1を保持する第1保持機構110aのシャフト111aの回転速度を調整することで、第1フィルムF1をガイドする可動ローラ185の位置を所定位置に制御する。
【0076】
(2-2-3)保持機構支持フレーム
本実施形態では、保持機構支持フレーム120は、第1保持機構110a及び第2保持機構110bを支持する。
【0077】
保持機構支持フレーム120からは、アーム122a及びアーム122bが延びる。アーム122bには、ガイド部材119と、フィルム押さえ機構117の固定ローラ112及び第1エアシリンダ118aと、が取り付けられている。アーム122aにも、アーム122bと同様に、ガイド部材119と、フィルム押さえ機構117の固定ローラ112及び第1エアシリンダ118aと、が取り付けられている(図示省略)。
【0078】
(2-2-4)フレーム用シャフト
フレーム用シャフト130は、保持機構支持フレーム120を回転可能に支持する。
【0079】
保持機構支持フレーム120がフレーム用シャフト130の中心軸周りを回転することで、第1保持機構110aの第1シャフト111a及び第2保持機構110bの第2シャフト111bがフレーム用シャフト130の中心軸周りを回転する。また、保持機構支持フレーム120がフレーム用シャフト130の中心軸周りを回転することで、保持機構支持フレーム120のアーム122a及びアーム122bもフレーム用シャフト130の中心軸周りを回転する。なお、保持機構支持フレーム120がフレーム用シャフト130の中心軸周りを回転しても、第1保持機構110aの第1シャフト111aと保持機構支持フレーム120のアーム122aとの相対的な位置関係は変化しない。また、保持機構支持フレーム120がフレーム用シャフト130の中心軸周りを回転しても、第2保持機構110bの第2シャフト111bと保持機構支持フレーム120のアーム122bとの相対的な位置関係は変化しない。
【0080】
フレーム用シャフト130は、3層軸構造を有する。フレーム用シャフト130は、最外層に配置される最大径の第1層軸132と、最内層に配置される最小径の第3層軸136と、第1層軸132と第3層軸136との間に配置される第2層軸134と、を含む(図7参照)。第1層軸132、第2層軸134、及び第3層軸136は、それぞれ独立して回転可能である。
【0081】
第1層軸132は、保持機構支持フレーム120を回転させるための軸である。第1層軸132の一端は、保持機構支持フレーム120に固定されている。第1層軸132が移動機構139により回転させられると、保持機構支持フレーム120が回転する。
【0082】
第2層軸134は、第2保持機構110bの第2シャフト111bを回転させるための軸である。第2層軸134がフィルム繰り出し機構116により回転させられると、第2保持機構110bの第2シャフト111bが回転する。具体的には、第2層軸134がフィルム繰り出し機構116の第2保持機構用モータ114bにより回転させられると、第2保持機構110bの第2シャフト111bが回転する。
【0083】
第3層軸136は、第1保持機構110aの第1シャフト111aを回転させるための軸である。第3層軸136がフィルム繰り出し機構116により回転させられると、第1保持機構110aの第1シャフト111aが回転する。具体的には、第3層軸136がフィルム繰り出し機構116の第1保持機構用モータ114aにより回転させられると、第1保持機構110aの第1シャフト111aが回転する。
【0084】
(2-2-5)移動機構
移動機構139は、保持機構支持フレーム120を回転させることで、第1保持機構110a及び第2保持機構110bを、フィルムロールセット位置A1とフィルム供給位置A2との間で移動させる。また、移動機構139は、保持機構支持フレーム120を回転させて、第1保持機構110a及び第2保持機構110bの一方をフィルムロール待機位置A3に移動させ、第1保持機構110a及び第2保持機構110bの他方をフィルム供給位置A4に移動させる。なお、フィルムロールセット位置A1は、図8において第2保持機構110bが配置されている位置である。フィルム供給位置A2は、図8において第1保持機構110aが配置されている位置である。フィルムロール待機位置A3は、図2及び図9において第2保持機構110bが配置されている位置である。フィルム供給位置A4は、図2において第1保持機構110aが配置されている位置である。フィルムロール待機位置A3は、右側面視において、フレーム用シャフト130の中心軸周りを、フィルムロールセット位置A1から反時計回りに所定角度(例えば45°)回転した位置である。フィルム供給位置A2は、右側面視において、フレーム用シャフト130の中心軸周りを、フィルムロール待機位置A3から反時計回りに所定角度(例えば135°)回転した位置である。また、フィルム供給位置A4は、右側面視において、フレーム用シャフト130の中心軸周りを、フィルム供給位置A2から反時計回りに所定角度(例えば45°)回転した位置である。
【0085】
フィルムロールセット位置A1は、保持機構110a,110bのシャフト111a,シャフト111bにフィルムロールFRが装着される位置である。本製袋包装機1000では、第1保持機構110a対しても、第2保持機構110bに対しても、同一位置に配置されるシャフト111a,111bにフィルムロールFRが装着される。
【0086】
フィルム供給位置A2,A4は、製袋包装機1000の通常運転時に、シャフト111a,111bに装着されたフィルムロールFRから、製袋装置200に供給されたフィルムFが繰り出される位置である。
【0087】
フィルムロール待機位置A3は、フィルムロールセット位置A1において第1フィルムロールFR1が取り付けられた第1保持機構110aが、第2フィルムロールFR2の第2フィルムF2が使い切られるまで待機する位置である。また、フィルムロール待機位置A3は、フィルムロールセット位置A1において第2フィルムロールFR2が取り付けられた第2保持機構110bが、第1フィルムロールFR1の第1フィルムF1が使い切られるまで待機する位置である。
【0088】
また、フィルムロール待機位置A3は、接続部162により、第2保持機構110bが保持する交換用の第2フィルムロールFR2の第2フィルムF2の接続部分F21が、第1保持機構110aが保持する使用済の第1フィルムロールFR1の第1フィルムF1に接続される時に、第2保持機構110bが配置される位置である。つまり、第2保持機構110bがフィルムロール待機位置A3に移動させられると、交換用の第2フィルムロールFR2の第2フィルムF2の接続部分F21は、接続部162により第1フィルムF1と接続される位置(接続位置)へと移動させられる。また、フィルムロール待機位置A3は、接続部162により、第1保持機構110aの第1シャフト111aが保持する交換用の第1フィルムロールFR1の第1フィルムF1の接続部分(図示せず)が、第2保持機構110bが保持する使用済の第2フィルムロールFR2の第2フィルムF2に接続される時に、第1保持機構110aが配置される位置である。つまり、第1保持機構110aがフィルムロール待機位置A3に移動させられると、交換用の第1フィルムロールFR1の第1フィルムF1の接続部分は、接続部162により第2フィルムF2と接続される位置(接続位置)へと移動させられる。
【0089】
移動機構139の構造を説明する。移動機構139は、図3及び図5のように、フレーム回転用モータ138と、フレーム回転用伝達機構137と、を主に含む。フレーム回転用モータ138は、保持機構支持フレーム120を回転させる。フレーム回転用伝達機構137は、フレーム回転用モータ138の駆動力をフレーム用シャフト130の第1層軸132に伝達する。
【0090】
フレーム回転用伝達機構137は、図10のように、ベルト137aと、駆動ローラ137bと、従動ローラ137cと、を含む。ベルト137aは、駆動ローラ137b及び従動ローラ137cに巻き掛けられている。駆動ローラ137bは、フレーム回転用モータ138と連結され、フレーム回転用モータ138により駆動される。従動ローラ137cは、フレーム用シャフト130の第1層軸132の一端(第1層軸132の、保持機構支持フレーム120とは連結されていない側の端部)と連結されている。フレーム回転用モータ138が駆動されると、駆動ローラ137bが回転し、ベルト137aを介して従動ローラ137cが回転し、その結果第1層軸132が回転する。そして、第1層軸132が回転する結果、保持機構支持フレーム120が回転させられ、第1保持機構110a及び第2保持機構110bがフレーム用シャフト130周りを移動させられる。
【0091】
なお、移動機構139により回転させられた保持機構支持フレーム120の姿勢の検出は、例えば以下のような姿勢検知機構400により安価に実現することができる。
【0092】
姿勢検知機構400は、図11Aに示すように、第1層軸132の端部に固定されている第1部材402及び第2部材404と、2つの光電センサ408A,408Bと、を有する。第1部材402及び第2部材404は、第1層軸132と共に回転する。第1部材402が取り付けられている第1層軸132の端部を軸方向に見た時に、第1部材402は、第1層軸132の回転軸Oを中心とする半径R1の半円形状に形成されている。第2部材404が取り付けられている第1層軸132の端部を軸方向に見た時に、第2部材404は、外周側が第1層軸132の回転軸Oを中心とする半径R2(>R1)の円弧で囲まれ、内周側が第1層軸132の回転軸Oを中心とする半径R1の円弧で囲まれ、これらの円弧が回転軸Oに対して経方向に延びる2本の直線で接続された、図11Aのような形状を有する。言い換えれば、第2部材404は、第1層軸132の回転軸Oを中心とする半径R2の半円から、第1層軸132の回転軸Oを中心とする半径R1の半円を取り除いた形状である。第2部材404と、第1部材402とは、回転軸O周りに90°位相をずらして第1層軸132の端部に固定されている。
【0093】
光電センサ408Aは、第1部材402が取り付けられた第1層軸132の端部を側方から見た時に、回転軸Oから距離K1(K1<R1)だけ離れた位置で第1部材402の存在を検知する。光電センサ408Bは、第2部材404が取り付けられた第1層軸132の端部を側方から見た時に、回転軸Oと光電センサ408Aとを結んだ直線上に配置され、回転軸Oから距離K2(R1<K2<R2)だけ離れた位置で第2部材404の存在を検知する。2つの光電センサ408A,408Bの位置は、第1層軸132の回転により変化しない。
【0094】
第1部材402及び第2部材404は、図11Aのように2つの光電センサ408A,408Bを用いて部材402,404の検知を行った時に、第1層軸132の回転角度によって、光電センサ408A,408Bの一方だけが部材を検知している状態と、光電センサ408A,408Bの両方が部材を検知している状態と、光電センサ408A,408Bの両方が部材を検知していない状態と、が生ずるように配置されている。そして、この光電センサ408A,408Bの検知結果の組み合わせを利用することで、第1層軸132の大まかな回転角度、言い換えれば保持機構支持フレーム120の姿勢を検出することが可能である。なお、姿勢検知機構400が備える光電センサ及び光電センサが検知する部材の数は2つに限定されるものではなく、光電センサ及び光電センサが検知する部材の数を増やせば、より精度良く保持機構支持フレーム120の姿勢を検出できる。
【0095】
なお、図11Aのような姿勢検知機構400を用いて保持機構支持フレーム120の姿勢を検出する際に、光電センサ408A,408Bの片方が故障する場合がある。故障している光電センサ408A,408Bの検知結果を保持機構支持フレーム120の姿勢の検知に用いると、保持機構支持フレーム120の姿勢が誤検知される場合がある。保持機構支持フレーム120の姿勢が誤検知されると、保持機構支持フレーム120を過度に回転させてしまい、フィルムFを保持機構支持フレーム120等に巻き付けてしまう等の不具合が発生するおそれがある。そこで、後述する制御装置300は、光電センサ408A,408Bの検知結果を用いて保持機構支持フレーム120の姿勢を検知するにあたり、以下のような方法で光電センサ408A,408Bの故障を検知する。
【0096】
姿勢検知機構400では、光電センサ408Aは、図11Aに図示されている状態(非検知状態)から第1層軸132が反時計回り方向に90°回転すると検知状態に、更に第1層軸132が反時計回り方向に180°回転すると非検知状態に切り替わる。また、姿勢検知機構400では、光電センサ408Bは、図11Aに図示されている状態(検知状態)から第1層軸132が反時計回り方向に180°回転すると非検知状態に、更に第1層軸132が反時計回り方向に180°回転すると検知状態に切り替わる。そのため、光電センサ408A,408Bの両方が正常であれば、光電センサ408Bが非検知状態から検知状態に変わり非検知状態に戻る間に、光電センサ408Aは、一度は非検知状態から検知状態に切り換わる。また、光電センサ408A,408Bの両方が正常であれば、光電センサ408Aが検知状態から非検知状態に変わり検知状態に戻る間に、光電センサ408Bは、一度は非検知状態から検知状態に切り換わる。そこで、制御装置300は、光電センサ408A,408Bの検知結果に基づき、光電センサ408A及び光電センサ408Bが正常であることを把握できる。この検知方法を用いれば、最大で第1層軸132を半回転させる間に、制御装置300は、光電センサ408A,408Bの異常を検知可能で、フィルムFが他方のフィルムロールFRに巻き付く等の不具合の発生を抑制できる。なお、制御装置300は、光電センサ408A,408Bの一方が正常ではないと判断した場合には、例えば、フィルム供給装置100を停止する。
【0097】
なお、移動機構139により回転させられた保持機構支持フレーム120の姿勢の検出には、例えば第1部材402を2つに分割し、図11Bのように配置した姿勢検知機構400を用いてもよい。保持機構支持フレーム120の姿勢の検出には、上記と同様な姿勢検出原理を用いることができる。また、光電センサ408A,408Bの故障の検知にも上記と同様な故障検出原理を用いることができる。
【0098】
(2-2-6)フィルム繰り出し機構
フィルム繰り出し機構116は、複数の保持機構110a,110bのそれぞれのシャフト111a,111bを回転させて、複数の保持機構のシャフトに装着されたフィルムロールFRから、それぞれ独立してフィルムFを繰り出す。フィルム繰り出し機構116は、製袋装置200における製袋包装動作時に、フィルムロールFRからのフィルムFの繰り出し速度を変更可能に構成されている。
【0099】
フィルム繰り出し機構116は、第1保持機構用モータ114aと、第2保持機構用モータ114bと、第1伝達機構115aと、第2伝達機構115bと、第3伝達機構115cと、第4伝達機構115dと、を含む。
【0100】
第1保持機構用モータ114aは、第1保持機構110aの第1シャフト111aを回転させる。第1保持機構用モータ114aは、好ましくはサーボモータである。第1伝達機構115aは、第1保持機構用モータ114aの駆動力を、フレーム用シャフト130の第3層軸136に伝達する。第2伝達機構115bは、フレーム用シャフト130の第3層軸136に伝達された駆動力を第1シャフト111aに伝達する。
【0101】
なお、第1伝達機構115aは、ベルト115a1と、駆動ローラ115a2と、従動ローラ115a3と、を含む。ベルト115a1は、駆動ローラ115a2及び従動ローラ115a3に巻き掛けられている。駆動ローラ115a2は、第1保持機構用モータ114aと連結され、第1保持機構用モータ114aにより駆動される。従動ローラ115a3は、フレーム用シャフト130の第3層軸136の一端と連結されている。第1保持機構用モータ114aが駆動されると、駆動ローラ115a2が回転し、ベルト115a1を介して従動ローラ115a3が回転し、第3層軸136が回転する。
【0102】
第2伝達機構115bは、ベルト115b1と、駆動ローラ115b2と、従動ローラ115b3と、を含む。ベルト115b1は、駆動ローラ115b2及び従動ローラ115b3に巻き掛けられている。駆動ローラ115b2は、フレーム用シャフト130の第3層軸136の一端(従動ローラ115a3が連結される側とは反対側の端部)と連結され、第3層軸136が回転すると、駆動ローラ115b2も回転する。従動ローラ115b3は、第1保持機構110aの第1シャフト111aの一端(保持機構支持フレーム120により支持されている側の端部)と連結されている。第3層軸136が回転すると、駆動ローラ115b2が回転し、ベルト115b1を介して従動ローラ115b3が回転し、第1シャフト111aが回転する。その結果、第1シャフト111aに装着された第1フィルムロールFR1から第1フィルムF1が繰り出される。
【0103】
第2保持機構用モータ114bは、第2保持機構110bの第2シャフト111bを回転させる。第2保持機構用モータ114bは、好ましくはサーボモータである。第3伝達機構115cは、第2保持機構用モータ114bの駆動力を、フレーム用シャフト130の第2層軸134に伝達する。第4伝達機構115dは、フレーム用シャフト130の第2層軸134に伝達された駆動力を第2シャフト111bに伝達する。
【0104】
なお、第3伝達機構115cは、ベルト115c1と、駆動ローラ115c2と、従動ローラ115c3と、を含む。ベルト115c1は、駆動ローラ115c2及び従動ローラ115c3に巻き掛けられている。駆動ローラ115c2は、第2保持機構用モータ114bと連結され、第2保持機構用モータ114bにより駆動される。従動ローラ115c3は、フレーム用シャフト130の第2層軸134の一端と連結されている。第2保持機構用モータ114bが駆動されると、駆動ローラ115c2が回転し、ベルト115c1を介して従動ローラ115c3が回転し、第2層軸134が回転する。
【0105】
第4伝達機構115dは、ベルト115d1と、駆動ローラ115d2と、従動ローラ115d3と、を含む。ベルト115d1は、駆動ローラ115d2及び従動ローラ115d3に巻き掛けられている。駆動ローラ115d2は、フレーム用シャフト130の第2層軸134の一端(従動ローラ115c3が連結される側とは反対側の端部)と連結され、第2層軸134が回転すると、駆動ローラ115d2も回転する。従動ローラ115d3は、第2保持機構110bの第2シャフト111bの一端(保持機構支持フレーム120により支持されている側の端部)と連結されている。第2層軸134が回転すると、駆動ローラ115d2が回転し、ベルト115d1を介して従動ローラ115d3が回転し、第2シャフト111bが回転する。その結果、第2シャフト111bに装着された第2フィルムロールFR2から第2フィルムF2が繰り出される。
【0106】
(2-2-7)接続部
接続部162は、第1保持機構110aが保持する第1フィルムロールFR1に巻き回された第1フィルムF1と、第2保持機構110bが保持する第2フィルムロールFR2に巻き回された第2フィルムF2と、を接続する機構である。接続部162は、ガイド部材119との間で第1フィルムF1と第2フィルムF2とを挟み込み、加圧した状態で図示しないヒータにより加熱して第1フィルムF1と第2フィルムF2を熱溶着させる機構である。ただし、接続部162による接続方法は、熱溶着に限定されるものではなく、超音波溶着で第1フィルムF1と第2フィルムF2とを接続してもよい。
【0107】
なお、第1フィルムロールFR1の第1フィルムF1が使い切られた時には、接続部162は、第1保持機構110aが保持する第1フィルムロールFR1に巻き回された第1フィルムF1の接続部分F11と、第2保持機構110bが保持する第2フィルムロールFR2に巻き回された第2フィルムF2の接続部分F21と、を接続する。また、第2フィルムロールFR2の第2フィルムF2が使い切られた時には、接続部162は、第2保持機構110bが保持する第2フィルムロールFR2に巻き回された第2フィルムF2の接続部分(図示せず)と、第1保持機構110aが保持する第1フィルムロールFR1に巻き回された第1フィルムF1の接続部分(図示せず)とを接続する。
【0108】
(2-2-8)接続位置調整機構
位置調整機構140は、第1保持機構110aや第2保持機構110bに交換用のフィルムロールFRが装着された時に、交換用フィルムロールFRに巻き回されたフィルムFの接続部分やフィルムFの始端近傍の位置を調整するために主に用いられる機構である。位置調整機構140には、第1位置調整用センサ142と、フィルム仮置部143と、仮押さえ機構144と、位置調整用エアノズル146と、を含む(図8参照)。
【0109】
(2-2-8-1)第1位置調整用センサ
第1位置調整用センサ142は、フィルムロールセット位置A1に配置された保持機構110a,110bの、シャフト111a,111bに交換用のフィルムロールFRが装着され、そのフィルムロールFRに巻き回されたフィルムFの接続部分を正規位置にセットする時に、フィルムFの接続部分が正規位置に位置することを検出するセンサである。なお、フィルムFの接続部分の正規位置とは、フィルムロールFRがセットされた保持機構110a,110bが、移動機構139によりフィルムロール待機位置A3に移動された時に、フィルムFの接続部分が接続部162の直下に配置される位置を意味する。第1位置調整用センサ142は、フィルムFの接続部分が正規位置に位置していることを直接的に検出してもよいし、フィルムFの所定箇所(接続部分以外の箇所)が目標位置(フィルムFの所定箇所がその位置に存在する場合に、フィルムFの接続部分が正規位置に位置することになる位置)に配置されたことを検出してもよい。
【0110】
第1位置調整用センサ142は、例えば、フィルムFの印刷面Faに印刷されたレジマークMを検出するレジマークセンサである。ここでは、第1位置調整用センサ142は、レジマークMが目標位置(第1位置調整用センサ142の検出位置)に位置することを検出することで、検出結果に基づいてフィルムFの接続部分が正規位置に位置していることを検出する。
【0111】
なお、第1位置調整用センサ142の種類は、レジマークセンサに限定されるものではなく、例えばカメラを利用したセンサであってもよい。例えば、接続部分位置調整用センサは、カメラで撮像されるフィルムFの印刷面Faの印刷Pの位置に基づいて、フィルムFの接続部分が正規位置に位置することを検出してもよい。
【0112】
(2-2-8-2)フィルム仮置部
フィルム仮置部143は、製袋包装機1000のオペレータが、保持機構110a,110bのシャフト111a,111bに交換用のフィルムロールFRを装着する際に、交換用フィルムロールFRから引き出されるフィルムFの接続部分近傍が手動で仮置きされる部材である。フィルム仮置部143は、フィルムFが仮置きされる仮置面143aを有する。
【0113】
製袋包装機1000のオペレータが、第2保持機構110bに交換用のフィルムロールFR(第2フィルムロールFR2)を取り付ける際に行うフィルムF(第2フィルムF2)のセット作業を例に、フィルム仮置部143に関連する内容について更に説明する。なお、第1保持機構110aに交換用のフィルムロールFR(第1フィルムロールFR1)を取り付ける際に行われるフィルムF(第1フィルムF1)のセット作業は、第2フィルムF2のセット作業と同様であるため、説明は省略する。
【0114】
製袋包装機1000のオペレータは、第2保持機構110bに交換用の第2フィルムロールFR2を装着した後、第2フィルムロールFR2の第2フィルムF2が所定の経路を通るように第2フィルムF2を案内する。具体的には、オペレータは、第2フィルムロールFR2を第2シャフト111bに装着した後、第2フィルムロールFR2から引き出される第2フィルムF2が、ガイド部材119の上面に沿って延び、フィルム押さえ機構117の固定ローラ112と可動ローラ118との間を通過するように、第2フィルムF2を案内する。さらに、オペレータは、フィルムロールFRから引き出されるフィルムFの接続部分の近傍をフィルム仮置部143の仮置面143aに手動で仮置きする。例えば、オペレータは、第2フィルムF2の始端F2Lの近傍にある第2フィルムF2の印刷面F2aに印刷されたレジマークMがフィルム仮置部143の所定位置範囲内に配置されるように、第2フィルムF2をフィルム仮置部143の仮置面143aに仮置きする。なお、フィルム仮置部143の位置は、例えば、第2保持機構110bに第2フィルムロールFR2を取り付ける際、第2フィルムF2の印刷面F2aに印刷されたレジマークMをフィルム仮置部143の所定位置範囲内に仮置きすれば、第2保持機構用モータ114bによって第2フィルムF2が搬送される搬送経路において、第2フィルムF2の接続部分F21が、正規位置より上流側に、かつ、正規位置対して所定位置範囲内に配置されるように設計される。
【0115】
なお、フィルムロールセット位置A1に配置される保持機構110a,110bのフィルムロールFRから引き出されるフィルムFは、図8のように、その非印刷面Fb(図8では、第2フィルムF2の非印刷面F2b)が、フィルム仮置部143の仮置面143aを向いた状態で、フィルム仮置部143に仮置きされる。言い換えれば、本実施形態では、フィルムロールセット位置A1に配置されるフィルムロールFRから引き出されるフィルムFは、図8のように、その印刷面Faが上方側(オペレータから目視可能な側)を向いた状態で、フィルム仮置部143に仮置きされる。そのため、オペレータがレジマークMをフィルム仮置部143の所定位置に仮置きすることが容易である。
【0116】
なお、フィルムFを仮置きした時にフィルム仮置部143から後方側に延びるフィルムFの長さが長過ぎる場合には、フィルムFがフィルム供給装置100内の機器等に絡みつくことを防止するため、フィルム仮置部143より後方側のフィルムFの一部が手動又は自動で切断されてもよい。
【0117】
(2-2-8-3)仮押さえ機構
仮押さえ機構144は、フィルム仮置部143の近傍に配置されている。仮押さえ機構144は、フィルム仮置部143にフィルムFが仮置きされた時に、フィルムFの位置ずれを抑制するために仮押さえする機構である。なお、仮押さえ機構144は、後述するように保持機構用モータ114a,114bによってフィルムFが搬送される際に、フィルムFが搬送可能な程度の力でフィルムFを仮押さえする。限定するものではないが、仮押さえ機構144は、バネ等の弾性部材の力でフィルムFを仮押さえする。仮押さえ機構144は、手動で操作されるものであってもよいし、ボタン操作等により自動で仮押さえするように駆動されてもよい。
【0118】
(2-2-8-4)位置調整用エアノズル
位置調整用エアノズル146は、保持機構110a,110bをフィルムロールセット位置A1からフィルムロール待機位置A3に移動させる際に、言い換えれば交換用フィルムロールFRのフィルムFの接続部分を接続部162による接続位置へと移動させる際に、交換用フィルムロールFRのフィルムFの始端近傍に空気を吹き付けて、フィルムFの始端近傍部分の位置調整をする。位置調整用エアノズル146からの空気の吹き出しは、位置調整用エア電磁弁146a(図3参照)により制御される。
【0119】
例えば、第2フィルムF2の始端近傍の位置調整を例に、位置調整用エアノズル146によるフィルムFの始端近傍の位置調整を説明する。
【0120】
移動機構139が、フィルムロールセット位置A1からフィルムロール待機位置A3に第2保持機構110bを移動させるため、右側面視において保持機構支持フレーム120を反時計回りに所定角度だけ回転させる際に、位置調整用エアノズル146は、第2フィルムF2の始端F2L近傍の印刷面F2a(後方側の面)に前向きに空気を吹き付ける。その結果、第2フィルムF2は、固定ローラ112や製袋に利用されている第1フィルムF1に巻き付いたりすることなく、フィルム押さえ機構117から下方に垂れた状態に位置調整される(図9参照)。
【0121】
(2-2-9)フィルム接続機構
フィルム接続機構160は、接続部162、第1クランプ163、第2クランプ164、ナイフ166、ピンチローラ168、第2位置調整用センサ152、第3位置調整用センサ154、及び冷却部161を含む(図3及び図9参照)。
【0122】
(2-2-9-1)接続部
接続部162は、製袋包装機1000の図示しないフレームに固定されている。接続部162は、上述のように、保持機構110a,110bのシャフト111a,111bの一方に装着されたフィルムロールFRに巻き回されたフィルムFの接続部分と、他方の保持機構110b,110aのシャフト111b,111aに装着されたフィルムロールFRに巻き回されたフィルムFの接続部分と、を接続する機構である。接続部162は、上述のように、図示しないヒータを熱源としてフィルムFを熱溶着する機構である。ただし、フィルムFの接続方法は、熱溶着に限定されるものではなく、例えば超音波溶着によりフィルムFを接続するものであってもよい。
【0123】
接続部162の動作について、図9を参照して説明する。接続部162は、第1保持機構110aの第1シャフト111aに装着された第1フィルムロールFR1(使用済フィルムロールFR)に巻き回された第1フィルムF1の接続部分F11と、第2保持機構110bの第2シャフト111bに装着された第2フィルムロールFR2(交換用フィルムロールFR)に巻き回された第2フィルムF2の接続部分F21とを、シール部材162aでアーム122bに固定されたガイド部材119に押し付ける。そして、接続部162は、シール部材162aとガイド部材119との間で第1フィルムF1の接続部分F11と第2フィルムF2の接続部分F21とを挟み込んだ状態で図示しないヒータの熱を利用してフィルムF1,F2を熱溶着する。
【0124】
(2-2-9-2)第1クランプ及び第2クランプ
第1クランプ163及び第2クランプ164は、製袋装置200に対してフィルムFを供給する際のフィルムFの搬送経路に沿って配置される。第1クランプ163及び第2クランプ164は、使用済フィルムロールFRのフィルムFの接続部分を、接続部162が接続する位置に位置調整した後に、使用済フィルムロールFRのフィルムFの位置ずれを抑制するためにフィルムFを挟み込んで固定する部材である。第1クランプ163及び第2クランプ164の動作(フィルムFの挟み込み/挟み込み解除)は、それぞれ、第1クランプ駆動機構163a及び第2クランプ駆動機構164aの動作/動作停止により制御される。なお、第1クランプ駆動機構163a及び第2クランプ駆動機構164aは、駆動源として空気圧を利用するものであってもよいし、駆動源としてモータを利用するものであってもよい。
【0125】
(2-2-9-3)ナイフ
ナイフ166は、切断部の一例である。ナイフ166と接続部162とは、フィルムFの搬送経路において、離れた位置に固定配置されている。なお、ナイフ166と接続部162とが固定配置されるとは、フィルムFの搬送方向において、ナイフ166と接続部162との距離が変化しない状態で配置されていることを意味する。ナイフ166と接続部162とは、これらを駆動する機構等が存在するため、近接配置することは困難である。ナイフ166と接続部162とは、フィルムFの搬送経路において、距離L1だけ離して配置される。限定するものではないが、距離L1は、例えば50mm以上である。本実施形態では、ナイフ166は、図9のように、製袋装置200に対してフィルムFを供給する際のフィルムFの搬送方向において、接続部162の上流側(フィルムロールFR側)に配置されている。
【0126】
ナイフ166は、使用済フィルムロールFRのフィルムFの第1所定箇所と、交換用フィルムロールFRのフィルムFの第2所定箇所と、をまとめて切断する部材である。なお、第1所定箇所は、使用済フィルムロールFRのフィルムFの終端と、使用済フィルムロールFRのフィルムFの接続部分と、の間に位置する。第2所定箇所は、交換用フィルムロールFRのフィルムFの始端と、交換用フィルムロールFRのフィルムFの接続部分と、の間に位置する。
【0127】
ナイフ166によるフィルムF1,F2の切断の実行/停止は、ナイフ駆動機構166aの動作/停止により制御される。ナイフ駆動機構166aは、駆動源として空気圧を利用するものであってもよいし、駆動源としてモータを利用するものであってもよい。
【0128】
なお、フィルム供給装置100は、ナイフ166が動作したことを検知するためのナイフ動作検知センサ166bを有する(図3参照)。ナイフ動作検知センサ166bは、ナイフ166と同じ側(本実施形態では、フィルム接続機構160等が配置される上方側)に配置されてもよいし、ガイド部材119側に設けられてもよい。ナイフ動作検知センサ166bは、例えば光電センサである。ただし、ナイフ動作検知センサ166bの種類は、ナイフ166の動きを検知可能なセンサであればよく、例えば誘導型や静電容量型の近接センサであってもよい。
【0129】
(2-2-9-4)ピンチローラ
ピンチローラ168は、他のローラとの間でフィルムFを挟み込み、その状態で回転することでフィルムFを搬送する。
【0130】
例えば、ピンチローラ168は、使用済フィルムロールFRのフィルムFの接続部分が、接続部162により交換用フィルムロールFRのフィルムFの接続部分との接続が行われるフィルム接続位置に向かうように、使用済フィルムロールFRのフィルムFを第1方向D1(図9参照)に搬送する。ピンチローラ168は、フィルムFの搬送速度を変更可能な機構である。
【0131】
図9を参照しながら、第1フィルムF1が使用済フィルムロールFRのフィルムFで、第2フィルムF2が交換用フィルムロールFRのフィルムFである場合を例に、ピンチローラ168の動作を詳しく説明する。
【0132】
ピンチローラ168は、第1フィルムロールFR1の第1フィルムF1の接続部分F11の位置調整を行うタイミングで、第2エアシリンダ168aにより第2保持機構110bの固定ローラ112(図9では、3つの固定ローラ112のうち、最上方に配置される固定ローラ112b)に向かって押し付けられる。その結果、第1フィルムF1は、ピンチローラ168と固定ローラ112bとの間に挟み込まれる。この状態で、ピンチローラ168は、ピンチローラ駆動機構168bにより、右側面視において時計回りに回転させられる(図9の矢印参照)。ピンチローラ駆動機構168bは、例えばサーボモータである。ピンチローラ駆動機構168bによりピンチローラ168が回転させられると、第1フィルムF1は、第1フィルムロールFR1側に向かって第1方向D1に(製袋包装動作時とは逆方向に)搬送される。ピンチローラ168は、第1フィルムロールFR1の第1フィルムF1の接続部分F11が、第2フィルムロールFR2の第2フィルムF2の接続部分F21との接続が行われるフィルム接続位置に到達するまで、第1フィルムロールFR1の第1フィルムF1を第1方向D1に搬送する。使用済フィルムロールFRのフィルムFの接続部分の位置調整の際のピンチローラ駆動機構168bによるピンチローラ168の駆動制御の態様については後ほど詳しく説明する。
【0133】
また、ピンチローラ168は、接続部162により、使用済フィルムロールFRのフィルムFの接続部分と、交換用フィルムロールFRのフィルムFの接続部分との接続後の、使用済フィルムロールFRのフィルムF及び交換用フィルムロールFRのフィルムFの搬送部としても機能する。なお、以下では、説明が煩雑になるのを避けるため、接続済みの使用済フィルムロールFRのフィルムF及び交換用フィルムロールFRのフィルムFを、接続フィルムと呼ぶ場合がある。ピンチローラ168は、接続部162による使用済フィルムロールFRのフィルムFの接続部分と交換用フィルムロールFRのフィルムFの接続部分との接続後に、接続フィルムを所定位置へと搬送する。なお、所定位置に置かれる接続フィルムにおいて、使用済フィルムロールFRのフィルムFの接続部分及び交換用フィルムロールFRのフィルムFの接続部分は、接続部162による使用済フィルムロールFRのフィルムFと交換用フィルムロールFRのフィルムFとの接続時に比べて、ナイフ166の近くに配置される。
【0134】
第1フィルムF1が使用済フィルムロールFRのフィルムFで、第2フィルムF2が交換用フィルムロールFRのフィルムFである場合を例に、図9及び図12A図12Fを参照して説明する。
【0135】
ピンチローラ168は、接続部162によるフィルムF1の接続部分F11と第2フィルムF2の接続部分F21との接続後に、接続フィルムFJを、第1位置Po1へと搬送する。具体的には、ピンチローラ168は、図12C及び図12Dのように、接続フィルムFJを第1方向D1(製袋包装動作時とは逆方向に)に第1位置Po1へと搬送する。ここでは、ナイフ166は、第1方向D1において、接続部162より下流側に配置されている。そのため、接続部162によるフィルムF1の接続部分F11及び第2フィルムF2の接続部分F21は、ナイフ166へ向かって搬送される。なお、ピンチローラ168は、接続部162によるフィルムF1の接続部分F11と第2フィルムF2の接続部分F21との接続後に、接続フィルムFJを、第1方向D1に距離L1より小さな距離だけ移動させる。距離L1は、フィルムFの搬送経路におけるナイフ166と接続部162との距離である(図12D参照)。その結果、接続フィルムFJのフィルムF1の接続部分F11及び第2フィルムF2の接続部分F21は、フィルムFの搬送経路において、接続部162とナイフ166との間に配置される。例えば、限定するものではないが、ピンチローラ168による接続フィルムFJの搬送経路における、第1位置Po1へと搬送された接続フィルムFJにおけるフィルムF1の接続部分F11及び第2フィルムF2の接続部分F21と、ナイフ166との距離は、10mm~20mmの範囲である。
【0136】
本実施形態では、ナイフ166は、ピンチローラ168による接続フィルムFJの第1位置Po1への搬送後に、フィルムF1,F2をまとめて切断する。そのため、本実施形態のフィルム供給装置100では、フィルムFの搬送不具合の原因になり得る接続フィルムFJに残る不要部分の量を抑制することができる。なお、ここで、接続フィルムFJに残る不要部分とは、使用済フィルムロールFRのフィルムFの接続部分とのナイフ166による接続部分との間のフィルム、及び、交換用フィルムロールFRのフィルムFの接続部分とのナイフ166による接続部分との間のフィルムを意味する。接続フィルムFJに残る不要部分の量とは、接続フィルムFJに残る不要部分の長さである。
【0137】
(2-2-9-5)第2位置調整用センサ及び第3位置調整用センサ
第2位置調整用センサ152及び第3位置調整用センサ154は、使用済みのフィルムロールFRのフィルムFに付された位置調整用のレジマークMを、フィルムFが搬送されている状態で検出するセンサである。
【0138】
第2位置調整用センサ152及び第3位置調整用センサ154は、ピンチローラ168によるフィルムFの搬送路に沿って配置されている。特に、第2位置調整用センサ152及び第3位置調整用センサ154は、ピンチローラ168によって搬送されるフィルムFの印刷面Faの側に、フィルムFの搬送路に沿って配置されている。第3位置調整用センサ154は、ピンチローラ168によるフィルムFの搬送方向(第1方向D1)において、第2位置調整用センサ152よりも下流側でフィルムFに付された位置調整用のレジマークMを検出する。
【0139】
第2位置調整用センサ152及び第3位置調整用センサ154は、例えば、レジマークセンサである。ただし、第2位置調整用センサ152及び第3位置調整用センサ154の種類は、レジマークセンサに限定されるものではなく、例えばカメラを利用したセンサであってもよい。例えば、第2位置調整用センサ及び第3位置調整用センサは、それぞれ搬送されるフィルムFの印刷面Faをカメラで撮像し、フィルムFの印刷面FaのレジマークM又は印刷Pを位置調整用のマークとして検出してもよい。
【0140】
第2位置調整用センサ152及び第3位置調整用センサ154を利用したピンチローラ駆動機構168bによるピンチローラ168の駆動制御の態様については後述する。
【0141】
(2-2-9-6)冷却部
冷却部161は、接続部162により接続される使用済フィルムロールFRのフィルムFの接続部分及び交換用フィルムロールFRのフィルムFの接続部分(接続フィルムFJの接続箇所)を冷却する。
【0142】
冷却部161は、冷却エア電磁弁161a及び空気吹出口161bを含む。空気吹出口161bは、接続部162の近傍に配置されている。冷却エア電磁弁161aは、空気吹出口161bからの空気の吹出しの実行/停止を制御する。空気吹出口161bが吹き出す空気は、接続フィルムFJの接続箇所を冷却する。
【0143】
(2-3)制御装置
制御装置300は、製袋包装機1000の各部(製袋装置200及びフィルム供給装置100の各種構成)の動作を制御する。
【0144】
制御装置300は、CPUや、ROMやRAM等のメモリを備えたコンピュータを含む。制御装置300では、CPUがメモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、製袋包装機1000の各部の動作を制御する。
【0145】
なお、コントローラは、本実施形態の制御装置300が発揮する機能と同様の機能を、論理回路等のハードウェアにより実現してもよいし、ハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実現してもよい。
【0146】
制御装置300は、製袋包装機1000の各部、例えば、製袋装置200のフィルム搬送ベルト220、縦シール機構230、及び横シール機構240と電気的に接続されている。また、制御装置300は、フィルム供給装置100の、フレーム回転用モータ138、第1保持機構用モータ114a、第2保持機構用モータ114b、第1エアシリンダ118a、第1位置調整用センサ142、位置調整用エア電磁弁146a、接続部162、第1クランプ駆動機構163a、第2クランプ駆動機構164a、ナイフ駆動機構166a、第2エアシリンダ168a、ピンチローラ駆動機構168b、第2位置調整用センサ152、第3位置調整用センサ154、冷却エア電磁弁161a、第3エアシリンダ187及びエンコーダ188と、電気的に接続されている。
【0147】
制御装置300は、第1位置調整用センサ142、第2位置調整用センサ152、及び第3位置調整用センサ154の検出結果を受信する。また、制御装置300は、エンコーダ188の検出結果(可動ローラ185の固定されたアーム186と連結されるシャフト184aの回転角度)を受信する。制御装置300は、エンコーダ188の検出結果に基づいて、可動ローラ185の位置を制御する。また、制御装置300は、エンコーダ188の検出結果に基づいて、フィルムロールFRの終端を検知してもよい。さらに、制御装置300は、エンコーダ188の検出結果に基づいて、フィルムFの搬送距離を算出してもよい。
【0148】
(3)制御装置による製袋包装機の動作の制御
次に、制御装置300による製袋包装機1000の動作の制御について説明する。
【0149】
(3-1)通常運転
制御装置300は、製袋装置200が製袋包装動作を行う通常運転時に、製袋包装機1000の各部、例えば、フィルム繰り出し機構116の保持機構用モータ114a,114b(使用中のフィルムロールFRを保持する保持機構110a,110bのシャフト111a,111bを駆動するモータ)と、張力調整機構180の第3エアシリンダ187と、フィルム搬送ベルト220と、縦シール機構230と、横シール機構240との動作を以下の様に制御する。
【0150】
制御装置300は、保持機構用モータ114a,114bを用いてフィルムロールFRから引き出されるシート状のフィルムFが所定速度で搬送されるよう、フィルム搬送ベルト220を制御する。なお、製袋包装機1000の運転方式には、フィルムF(筒状フィルムFt)を一定速度で連続的に搬送する連続運転と、フィルムF(筒状フィルムFt)の搬送/停止を交互に繰り返す間欠運転とがある。製袋包装機1000の運転方式は、運転条件に応じて適宜選択される。
【0151】
制御装置300は、フィルムFの搬送状態や、エンコーダ188の検知結果に基づき、フィルム繰り出し機構116の保持機構用モータ114a,114bの起動/停止や、保持機構用モータ114a,114bによるフィルムロールFRの回転速度を制御する。つまり、制御装置300は、フィルム繰り出し機構116を制御して、製袋装置200における製袋包装動作時に、フィルムFの繰り出し速度を変更する。
【0152】
例えば、制御装置300は、フィルム搬送ベルト220の運転/停止のタイミングに合わせて、フィルムFを繰り出している保持機構用モータ114a,114bを起動/停止させる。言い換えれば、制御装置300は、製袋装置200における製袋包装動作時に、フィルム搬送ベルト220の搬送速度に基づいて、保持機構用モータ114a,114bによるフィルムFの繰り出し速度を変更する。
【0153】
また、制御装置300は、エンコーダ188の検出結果に基づいて、フィルム繰り出し機構116の保持機構用モータ114a,114bによるフィルムロールFRを保持するシャフト111a,111bの回転速度を制御する。
【0154】
また、制御装置300は、可動ローラ185が搬送中のフィルムFに一定の力を作用させるよう、第3エアシリンダ187を制御する。
【0155】
また、制御装置300は、縦シール機構230が所定のタイミングで筒状フィルムFtの縦シールを行い、横シール機構240が所定のタイミングで筒状フィルムFtの横シールを行うよう、縦シール機構230及び横シール機構240の動作を制御する。
【0156】
(3-2)フィルムロールのフィルムの接続動作
以下では、製袋包装機1000のフィルムロールFRのフィルムFの接続動作(自動継ぎ動作)について説明する。
【0157】
(3-2-1)交換用フィルムロールのセット
交換用フィルムロールFRを保持機構110a,110bにセットする際の、オペレータの作業及び製袋包装機1000の動作について説明する。
【0158】
なお、ここでは、第2保持機構110bに交換用の第2フィルムロールFR2をセットする際のオペレータの作業及び製袋包装機1000の動作を例に説明する。第1保持機構110aに第1フィルムロールFR1をセットする時の動作については、第2保持機構110bに第2フィルムロールFR2をセットする時の動作と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【0159】
まず、オペレータは、フィルムロールセット位置A1に配置されている第2保持機構110bの第2シャフト111bに、第2フィルムロールFR2を装着する。次に、オペレータは、第2フィルムロールFR2から第2フィルムF2を引き出し、ガイド部材119の上面に沿わせた後、フィルム押さえ機構117の固定ローラ112と可動ローラ118との間を通過するように案内する。さらに、オペレータは、フィルムロールFRから引き出されるフィルムFの接続部分の近傍をフィルム仮置部143の仮置面143aに手動で仮置きする。具体的には、オペレータは、第2フィルムF2の始端F2Lの近傍にある第2フィルムF2の印刷面F2aに印刷されたレジマークMがフィルム仮置部143の所定位置範囲内に配置されるように、第2フィルムF2をフィルム仮置部143の仮置面143aに仮置きする。次に、オペレータは、仮押さえ機構144を操作して、フィルム仮置部143の仮置面143aに仮置きされた第2フィルムF2を仮押さえする。その後、オペレータは、フィルム供給装置100の背面側に設けられたスイッチ102(図5参照)を操作し、制御装置300に対し、第2フィルムF2の接続部分F21の位置合わせを指示する。
【0160】
制御装置300は、第2フィルムF2の接続部分F21の位置合わせの指示に応じ、第1エアシリンダ118aを駆動して可動ローラ118を固定ローラ112に押し付け、第2フィルムF2を可動ローラ118と固定ローラ112との間に挟み込み、第2フィルムF2を押さえる。この結果、第2フィルムF2の位置ずれが抑制される。なお、可動ローラ118が第2フィルムF2を押さえている状態であっても、第2保持機構用モータ114bによる第2フィルムF2の搬送は可能である。次に、制御装置300は、フィルム繰り出し機構116の第2保持機構用モータ114bを回転させ、右側面視において第2シャフト111bを反時計回りに回転させる。その結果、第2フィルムF2は、第2フィルムロールFR2に巻き取られ、第2フィルムF2の始端F2Lが第1位置調整用センサ142側に搬送される。制御装置300は、第1位置調整用センサ142が搬送される第2フィルムF2に付されたレジマークM(第2フィルムF2の始端F2Lの近傍に存在するレジマークM)を検出すると、第2保持機構用モータ114bによる第2フィルムF2の搬送を停止する。この状態で、第2フィルムF2の接続部分F21は、正規位置に配置されている。なお、第2フィルムF2の接続部分F21が正規位置に位置調整された後の第2フィルムF2の位置ずれは、可動ローラ118が第2フィルムF2を押さえていることで抑制される。以上まとめると、制御装置300は、第2フィルムF2の接続部分F21近傍がフィルム仮置部143に仮置きされた後に、第2保持機構用モータ114bを駆動して第2フィルムロールFR2を回転させることで、第2フィルムF2を所定の搬送経路に沿って搬送する。制御装置300は、第1位置調整用センサ142が正規位置に第2フィルムF2の接続部分F21が位置していることを検出するまで、第2フィルムF2を所定の搬送経路に沿って搬送する。以上で、制御装置300は、第2フィルムF2の接続部分F21の位置合わせを終了する。
【0161】
次に、移動機構139は、第2保持機構110bを、フィルムロールセット位置A1からフィルムロール待機位置A3へと移動させる。フィルムロール待機位置A3は、フレーム用シャフト130周りにフィルムロールセット位置A1から所定角度だけ回転した位置である。具体的には、制御装置300が、フレーム回転用モータ138を制御して保持機構支持フレーム120を所定角度回転させ、第2保持機構110bをフィルムロールセット位置A1からフィルムロール待機位置A3へと移動させることで、第2フィルムF2の接続部分F21が接続部162による第1フィルムF1との接続箇所に配置される。フィルムロール待機位置A3へと移動させられた第2保持機構110bは、第1保持機構110aの第1フィルムロールFR1の第1フィルムF1の終端が検知されるまで、特に動作せずに待機する。
【0162】
なお、移動機構139により第2保持機構110bがフィルムロールセット位置A1からフィルムロール待機位置A3へと移動させる際に、第2保持機構110bはフィルム供給位置A2からフィルム供給位置A4へと移動する。制御装置300は、第2保持機構110bのフィルム供給位置A4への移動を原因とした第2フィルムF2の弛みやフィルムF2に作用する張力が適正値から外れる等の不具合を、第2保持機構用モータ114b等を制御することで抑制する。具体的には、制御装置300は、エンコーダ188により検知される可動ローラ185の位置の変化等により検知し、検知結果に基づいて、検知した不具合を抑制するようにフィルム繰り出し機構116の第2保持機構用モータ114b等を制御する。
【0163】
なお、制御装置300は、第2保持機構110bを、フィルムロールセット位置A1からフィルムロール待機位置A3へと移動させる際、位置調整用エア電磁弁146aを制御して、位置調整用エアノズル146から第2フィルムF2の始端F2L近傍に空気を吹き付けて、第2フィルムF2の始端F2L近傍の位置調整を行う。
【0164】
また、制御装置300は、第2保持機構110bがフィルムロールセット位置A1から所定角度だけ回転してフィルムロール待機位置A3へと移動する時に、フィルム繰り出し機構116を制御して、第2保持機構110bの回転方向と同方向に、第2保持機構110bの第2シャフト111bを所定角度に応じた角度(例えば所定角度と同じ角度)だけ回転させる。このような制御が行われることで、第2シャフト111bとフレーム用シャフト130の第2層軸134とが第4伝達機構115dのベルト115d1を介して接続されていることを原因として、第2保持機構110bの回転時に生じる、第2フィルムF2の弛み等を抑制することができる。そして、第2フィルムF2の弛み等が抑制されることで、例えば、第2フィルムF2の接続部分F21の位置のずれ等の不具合の発生を抑制できる。
【0165】
(3-2-2)使用するフィルムロールの切り換え
使用するフィルムロールFRの切り換えに関する製袋包装機1000の動作について、更に図13のフローチャートを参照しながら説明する。
【0166】
なお、ここでは、第1フィルムロールFR1が使用済フィルムロール(製袋包装に使用されてきたフィルムロール)で、第2フィルムロールFR2が交換用フィルムロールである場合を例に説明を行う。言い換えれば、ここでは、特許請求の範囲における第1フィルム、第1フィルムの第1部分、第1フィルムロール、第2フィルム、第2フィルムの第2部分、第2フィルムロール、第1保持部及び第2保持部が、それぞれ、第1フィルムF1、第1フィルムF1の接続部分F11、第1フィルムロールFR1、第2フィルムF2、第2フィルムF2の接続部分F21、第2フィルムロールFR2、第1保持機構110a及び第2保持機構110bである場合を例に説明する。なお、第2フィルムロールFR2が使用済フィルムロールであり第1フィルムロールFR1が交換用フィルムロールである場合も、第1フィルムロールFR1が使用済フィルムロールであり第2フィルムロールFR2が交換用フィルムロールである場合も、使用済フィルムロールFRのフィルムFが交換用フィルムロールFRのフィルムFと接続される際の動作は同様である。ここでは、明細書の簡素化のため、第2フィルムロールFR2が使用済フィルムロールであり第1フィルムロールFR1が交換用フィルムロールである場合についての説明は省略する。
【0167】
図13は、使用済の第1フィルムロールFR1の第1フィルムF1を、交換用の第2フィルムロールFR2の第2フィルムF2に接続して、使用するフィルムロールFRを切り換える際のフィルム供給装置100の動作の例を説明するためのフローチャートである。
【0168】
使用するフィルムロールFRの切り換えは、使用中のフィルムロールFRの終端の検知をトリガーとして行われる(図13のステップS1)。
【0169】
制御装置300は、例えば、エンコーダ188の検出結果に基づいて第1フィルムロールFR1の終端を検知する。言い換えれば、制御装置300は、エンコーダ188の検出結果に基づいて、第2フィルムロールFR2から第2フィルムF2が全て引き出されたことを検知する。制御装置300は、エンコーダ188の検出する可動ローラ185の位置に関する物理量、例えば可動ローラ185の固定されたアーム186が連結されたシャフト184aの回転角度に基づき、第1フィルムロールFR1の終端を検出する。
【0170】
具体的に説明する、製袋包装機1000の通常運転中、可動ローラ185の位置は、所定位置(所定領域)に制御されている。しかし、フィルムロールFRからフィルムFが全て引き出された状態では、フィルムロールFRからフィルムFをそれ以上引き出すことができない。そのため、制御装置300が製袋包装機1000の各部の動作を制御したとしても、可動ローラ185はフィルムFに持ち上げられて上方へと所定領域を超えて移動する。そこで、制御装置300は、エンコーダ188の検出するシャフト184aの回転角度が所定の閾値を超えているか(アーム186が、通常の運転中には取り得ない位置まで回転しているか)否かを判定する。そして、制御装置300は、シャフト184aの回転角度が所定の閾値を超えている場合に、フィルムロールFRの終端を検知する。
【0171】
なお、本実施形態では、エンコーダ188をセンサとして用いてフィルムロールFRの終端が検知されるが、このような態様に限定されるものではない。例えば、他の形態では、フィルム供給位置A4の近傍に配置された光電センサ190(図2参照)が、フィルムFに付されたフィルムロールFRの終端を表すエンドマーク(図示せず)を検知することでフィルムロールFRの終端を検知してもよい(図3では光電センサ190を省略)。また、例えば、フィルム供給位置A4の近傍に配置された図示しないカメラやセンサを用いてフィルムFを検知することでフィルムロールFRの終端を検知してもよい。
【0172】
制御装置300は、エンコーダ188や光電センサ190等のセンサが第1フィルムロールFR1の終端を検知した時、製袋包装機1000の通常運転を中断する(図13のステップS2)。具体的には、制御装置300は、フィルム搬送ベルト220、縦シール機構230及び横シール機構240の動作を停止する。また、制御装置300は、第1フィルムロールFR1の終端を検知した時、フィルム繰り出し機構116の第1保持機構用モータ114aの動作を停止する。
【0173】
また、制御装置300は、エンコーダ188や光電センサ190等のセンサがフィルムロールFRの終端を検知した時、第1フィルムF1の位置調整を行う(図13のステップS3)。具体的には、制御装置300は、第2エアシリンダ168aを駆動して、ピンチローラ168を、第1保持機構110aの固定ローラ112bに向かって押し付け、第2フィルムF2をピンチローラ168と固定ローラ112bとの間で挟持する。そして、制御装置300は、ピンチローラ駆動機構168bを駆動して、ピンチローラ168を右側面視において図9のように時計回りに回転させて、第1フィルムF1の第1方向D1(通常運転時のフィルムFの搬送方向とは逆方向)への搬送を開始する。第1保持機構110aの固定ローラ112のうち、図9に描画した状態で、最下方かつ最前方に配置される固定ローラ112cは、ピンチローラ168による第1フィルムF1の搬送時のガイドとして利用される。
【0174】
この時、制御装置300は、第2位置調整用センサ152が第1フィルムF1の印刷面F1aに印刷されたレジマークMを検知するまで、第1方向D1に、搬送速度V1で第2フィルムF2を搬送するようにピンチローラ駆動機構168bを制御する。第2位置調整用センサ152がレジマークMを検知した後、制御装置300は、第1方向D1に、搬送速度V2で第2フィルムF2を搬送する。そして、第3位置調整用センサ154がレジマークMを検出すると、制御装置300は、第1フィルムF1の接続部分F11が接続部162により第2フィルムF2と接続される位置に到達したと判断する。そして、制御装置300は、ピンチローラ168による第2フィルムF2の搬送を停止させるため、ピンチローラ駆動機構168bを停止させる制御を行う。なお、上記の搬送速度V1と搬送速度V2との間には、搬送速度V1>搬送速度V2という関係がある。つまり、本実施形態では、制御装置300は、第2位置調整用センサ152がレジマークMを検出する前のピンチローラ168による第2フィルムF2の搬送速度V1が、第2位置調整用センサ152によるレジマークMの検出後のピンチローラ168による第2フィルムF2の搬送速度V2よりも速くなるように、ピンチローラ駆動機構168bを制御する。第3位置調整用センサ154がレジマークMを検知し、これに基づいてピンチローラ168による第1フィルムF1の搬送が停止させられた時、第1フィルムF1の接続部分F11は、接続部162による接続位置に移動させられている。
【0175】
次に、フィルム供給装置100は、第1フィルムF1と第2フィルムF2とを接続する(図13のステップS4)。具体的には、制御装置300は、まず、第1フィルムF1の接続部分F11の位置ずれを抑制するため、第1クランプ駆動機構163aを駆動し、第1クランプ163で第1フィルムF1を押さえる。また、制御装置300は、第1フィルムF1の接続部分F11の位置ずれを抑制するため、第2クランプ駆動機構164aを駆動し、第2クランプ164で第1フィルムF1及び第2フィルムF2を押さえる(図12A参照)。そして、制御装置300は、接続部162を制御して、第1フィルムF1の接続部分F11と、第2フィルムF2の接続部分F21とを接続する。具体的には、制御装置300は、接続部162のシール部材162aとガイド部材119との間で第1フィルムF1の接続部分F11と第2フィルムF2の接続部分F21とを挟み込んで、第1フィルムF1の接続部分F11と第2フィルムF2の接続部分F21とを熱溶着する(図12B参照)。例えば、制御装置300は、第1クランプ駆動機構163a及び第2クランプ駆動機構164aの駆動と、接続部162による第1フィルムF1の接続部分F11と第2フィルムF2の接続部分F21との接続とを、概ね同一のタイミングで実行する。
【0176】
なお、制御装置300は、第1フィルムF1の接続部分F11と第2フィルムF2の接続部分F21との熱溶着後に、冷却エア電磁弁161aを制御して、空気吹出口161bから接続フィルムFJに対して空気を吹出して、第1フィルムF1の接続部分F11と第2フィルムF2の接続部分F21とを冷却することが好ましい。
【0177】
次に、フィルム供給装置100は、接続部162による接続後の第1フィルムF1及び第2フィルムF2である、位置調整のため、前述した第1位置Po1まで接続フィルムFJを搬送する(図12のステップS5)。具体的には、制御装置300は、第1クランプ駆動機構163a及び第2クランプ駆動機構164aを制御して、第1クランプ163及び第2クランプ164による第1フィルムF1及び第2フィルムF2の押さえを解除する(図12C参照)。そして、制御装置300は、ピンチローラ駆動機構168bを駆動し、ピンチローラ168を右側面視において図9のように時計回りに回転させて、第1フィルムF1を、第1方向D1に、第1位置Po1まで搬送する。この際、制御装置300は、第2フィルムロールFR2から第2フィルムF2が繰り出されるように、ピンチローラ駆動機構168bと連動して第2保持機構用モータ114bを動作させる。この結果、接続フィルムFJの搬送時に第2フィルムF2が引っ張られて接続フィルムFJに過大な力が掛かることが抑制される。なお、接続フィルムFJの第1フィルムF1側については、可動ローラ185が移動することで、フィルム貯留機構としての張力調整機構180から第1フィルムF1が繰り出されるため、接続フィルムFJの搬送時に第1フィルムF1が引っ張られて接続フィルムFJに過大な力が掛かることが抑制される。
【0178】
次に、フィルム供給装置100は、接続フィルムFJの不要部分を切り離すため、第1フィルムF1及び第2フィルムF2をまとめて切断する(図13のステップS6)。
【0179】
具体的には、制御装置300は、接続フィルムFJの位置ずれを抑制するため、第2クランプ駆動機構164aを駆動し、第2クランプ164で接続フィルムFJを押さえる(図12E参照)。また、制御装置300は、ナイフ駆動機構166aを駆動して、ナイフ166で第1フィルムF1及び第2フィルムF2をまとめて切断する(図12E及び図12F参照)。ナイフ166は、第1フィルムF1については、第1フィルムF1の終端F1Tと第1フィルムF1の接続部分F11との間を切断する。また、ナイフ166は、第2フィルムF2については、第2フィルムF2の始端F2Lと第2フィルムF2の接続部分F21との間を切断する。
【0180】
次に、製袋包装機1000は、通常運転を再開する(図13のステップS7)。具体的には、制御装置300は、第2クランプ駆動機構164aを制御して、第2クランプ164による接続フィルムFJの押さえを解除する。また、制御装置300は、第2エアシリンダ168aを制御して、ピンチローラ168が固定ローラ112bから離れるように制御して、ピンチローラ168によるフィルムFの押さえを解除する。その後、制御装置300は、フィルムロール待機位置A3に位置している第2保持機構110bを移動機構139によりフィルム供給位置A2に移動させつつ、フィルム搬送ベルト220、縦シール機構230及び横シール機構240を動作させて、通常運転に復帰する。
【0181】
なお、製袋包装機1000は、接続フィルムFJにおける第1フィルムF1の接続部分F11と第2フィルムF2の接続部分F21との接続箇所の位置を把握するため、接続箇所検知センサ192を有することが好ましい。接続箇所検知センサ192は、図2のように、フィルムF(接続フィルムFJ)の搬送経路に隣接して配置される。接続フィルムFJにおける第1フィルムF1の接続部分F11と第2フィルムF2の接続部分F21との接続箇所の位置を把握することで、製袋に適さない第1フィルムF1と第2フィルムF2との接続箇所が袋Bの製造に用いられることを防止できる。なお、図2では張力調整機構180の上流側に隣接して接続箇所検知センサ192を描画しているが、図2は接続箇所検知センサ192の設置場所を限定するものではない。接続箇所検知センサ192の設置場所は適宜設計されればよい。接続箇所検知センサ192には、例えば、回帰反射型光電センサが用いられる。
【0182】
なお、接続箇所検知センサ192に接続フィルムFJの不要部分が引っ付くなどの原因で、接続箇所検知センサ192が第1フィルムF1の接続部分F11と第2フィルムF2の接続部分F21との接続箇所の位置を検知できない場合がある。そこで、制御装置300は、例えば、第2シャフト111bの回転量や、フィルム搬送ベルト220の動作時間等から接続フィルムFJの送り量を求め、第1フィルムF1と第2フィルムF2との接続箇所が接続箇所検知センサ192による検知位置を通過するタイミングで、接続箇所検知センサ192が第1フィルムF1と第2フィルムF2との接続箇所が検知されなかった場合には、制御装置300は製袋包装機1000をエラー停止させる。なお、制御装置300は、接続フィルムFJの搬送経路における、第1位置Po1にある時に接続フィルムFJの第1フィルムF1と第2フィルムF2との接続箇所が配置される位置と、接続箇所検知センサ192による検知位置との距離は予め把握している。そのため、第1位置Po1からの接続フィルムFJの送り量が分かれば、制御装置300は、第1フィルムF1と第2フィルムF2との接続箇所が接続箇所検知センサ192による検知位置を通過するタイミングを検知できる。
【0183】
第2保持機構110bがフィルム供給位置A2へと移動させられると、第1保持機構110aはフィルムロールセット位置A1へと移動する。そして、第1保持機構110aには新たな(交換用の)第1フィルムロールFR1がセットされる。
【0184】
(4)特徴
以下に、フィルム供給装置100及び製袋包装機1000の特徴を説明する。
【0185】
ここでは、第1フィルムロールFR1が使用済フィルムロール(製袋包装に使用されてきたフィルムロール)で、第2フィルムロールFR2が交換用フィルムロールである場合を例に説明する。なお、第2フィルムロールFR2が使用済フィルムロールで第1フィルムロールFR1が交換用フィルムロールである場合も、フィルム供給装置100及び製袋包装機1000は同様の特徴を有する。
【0186】
(4-1)
本実施形態のフィルム供給装置100は、第1保持部の一例としての第1保持機構110aと、第2保持部の一例としての第2保持機構110bと、接続部162と、切断部の一例としてのナイフ166と、を備える。第1保持機構110aは、第1フィルムF1の巻き回された第1フィルムロールFR1を回転可能に保持する。第2保持機構110bは、第1フィルムロールFR1との交換用の、第2フィルムF2の巻き回された第2フィルムロールFR2を回転可能に保持する。接続部162は、第1フィルムF1の接続部分F11と第2フィルムF2の接続部分F21とを接続する。ナイフ166は、第1フィルムF1の終端F1Tと第1フィルムF1の接続部分F11との間の第1フィルムF1の第1所定箇所と、第2フィルムF2の始端F2Lと第2フィルムF2の接続部分F21との間の第2フィルムF2の第2所定箇所と、をまとめて切断する。接続部162とナイフ166とは離れて固定配置される。
【0187】
本フィルム供給装置100では、使用済フィルムロールの第1フィルムF1と交換用フィルムロールの第2フィルムF2との接続後に、第1フィルムF1が終端F1Tと接続部分F11との間で切断され、第2フィルムF2が始端F2Lと接続部分F21との間で切断される。そのため、本フィルム供給装置100では、製袋装置200へと送られる接続フィルムFJに残る、フィルム搬送の不具合の原因となり得る第2フィルムF2の不要部分の長さを低減できる。
【0188】
また、本フィルム供給装置100では、ナイフ166が第1フィルムF1と第2フィルムF2とをまとめて切断するため、第1フィルムF1及び第2フィルムF2のそれぞれに独立してナイフ166を設ける場合に比べてフィルム供給装の製造費を抑制できる。
【0189】
(4-2)
本実施形態のフィルム供給装置100は、搬送部の一例としてのピンチローラ168を備える。ピンチローラ168は、接続フィルムFJを搬送する。接続フィルムFJは、接続部162による接続後の第1フィルムF1及び第2フィルムF2である。ピンチローラ168は、第1フィルムF1の接続部分F11及び第2フィルムF2の接続部分F21を、接続部162による第1フィルムF1と第2フィルムF2との接続時に比べてナイフ166に接近させるように、接続フィルムを第1位置Po1へと搬送する。ナイフ166は、ピンチローラ168による接続フィルムFJの第1位置Po1への搬送後に、第1フィルムF1の第1所定箇所と、第2フィルムF2の第2所定箇所と、をまとめて切断する。
【0190】
本フィルム供給装置100では、第1フィルムF1と第2フィルムF2との接続後に、第1フィルムF1と第2フィルムF2との接続箇所がナイフ166に接近させられる。そのため、接続部162とナイフ166とが離れて配置されていても、製袋装置200へと送られる接続フィルムFJに残る第2フィルムF2の不要部分の長さを低減できる。また、本フィルム供給装置100では、製袋装置200へと送られる接続フィルムFJに残る第1フィルムF1の不要部分の長さも低減できる。
【0191】
なお、接続部162にナイフを内蔵すれば、フィルムの接続後に接続フィルムFJを搬送しなくても、接続フィルムFJに残る不要部分の長さを低減できる。ただし、このような複雑な構造を採用すれば、フィルム供給装置100の製造費の上昇につながる。これに対し、本フィルム供給装置100は、比較的シンプルな構造を採用しているため、フィルム供給装置100の製造費の増加を抑制できる。
【0192】
(4-3)
本実施形態のフィルム供給装置100は、フィルム貯留機構の一例としての張力調整機構180を備える。張力調整機構180は、第1フィルムF1がかけ回される可動ローラ185を含む。
【0193】
本実施形態のフィルム供給装置100は、フィルム貯留機構を備えることで、製袋装置200が停止していても、接続フィルムFJにおける第1フィルムF1と第2フィルムF2との接続箇所をナイフ166に接近させることが容易である。
【0194】
(4-4)
本実施形態のフィルム供給装置100では、接続部162は、第1フィルムF1の接続部分F11と第2フィルムF2の接続部分F21とを熱溶着する。フィルム供給装置100は、冷却部161を備える。冷却部161は、接続部162により接続される第1フィルムF1の接続部分F11と第2フィルムF2の接続部分F21とを冷却する。
【0195】
本フィルム供給装置100では、第1フィルムF1と第2フィルムF2との接続箇所を冷却することで、比較的短時間で、第1フィルムF1と第2フィルムF2とをしっかりと固定できる。そのため、接続後に長い待機時間を設けなくても、接続フィルムFJの搬送時に第1フィルムF1と第2フィルムF2との接続が外れる等の不具合が発生しにくい。
【0196】
(4-5)
本実施形態の製袋包装機1000は、フィルム供給装置100と、製袋装置200と、を備える。製袋装置200は、フィルム供給装置100が供給するフィルムFを筒状に形成し、横シールして袋Bを製袋する。
【0197】
本製袋包装機1000では、接続フィルムFJにおける第2フィルムF2の不要部分がフィルム供給装置100のローラ170や製袋装置200のフォーマ本体212等の部品に絡みつく等のフィルムFの搬送不具合の発生を抑制できる。
【0198】
(5)変形例
以下に本実施形態の変形例を示す。変形例は、互いに矛盾のない範囲で適宜組み合わされてもよい。
【0199】
(5-1)変形例A
上記実施形態では、第1フィルムF1と第2フィルムF2との接続後に、接続フィルムFJが第1位置Po1へと搬送される。ただし、このような態様に限定されるものではない。例えば、ナイフ166は、接続部162による第1フィルムF1と第2フィルムF2との接続時から、接続フィルムFJを動かさない状態で、第1フィルムF1と第2フィルムF2とをまとめて切断してもよい。
【0200】
例えば、接続部162による第1フィルムF1と第2フィルムF2との接続後に、接続フィルムFJを動かさずにナイフ166で第1フィルムF1と第2フィルムF2とをまとめて切断する場合、例えば図14のフローチャートのように、接続部162による第1フィルムF1と第2フィルムF2との接続と同時に、ナイフ166による第1フィルムF1と第2フィルムF2との接続が行われてもよい。このようにフィルム供給装置100を動作させることで、使用するフィルムロールFRの切り換えを短時間で終了できる。
【0201】
なお、接続部162による第1フィルムF1と第2フィルムF2との接続時から接続フィルムFJを動かさずに第1フィルムF1と第2フィルムF2とをナイフ166でまとめて切断する場合、切断後に直ちにフィルム搬送ベルト220でフィルムFを搬送すると、接続部162のシール部材162aやガイド部材119にフィルムFが貼り付いて、接続フィルムFJをうまく搬送できない場合がある。そこで、接続部162による第1フィルムF1と第2フィルムF2との接続後、以下のような動作を経て、製袋包装機1000は通常運転を再開してもよい。第1フィルムロールFR1が使用済フィルムロール(製袋包装に使用されてきたフィルムロール)で、第2フィルムロールFR2が交換用フィルムロールである場合を例に説明を行う。
【0202】
まず、制御装置300は、接続部162による第1フィルムF1と第2フィルムF2との接続時のエンコーダ188の検出するシャフト184aの回転角度をメモリに記憶しておく。次に、制御装置300は、第2保持機構用モータ114bの動作を制御して、第2フィルムロールFR2を通常運転時とは逆回転させる。言い換えれば、制御装置300は、第2保持機構用モータ114bの動作を制御して、接続フィルムFJを第2フィルムロールFR2に巻き取る。なお、制御装置300は、エンコーダ188の検出するシャフト184aの回転角度を受信し、この値とメモリに記憶された接続部162による第1フィルムF1と第2フィルムF2との接続時のシャフト184aの回転角度とを比較し、その差が所定値以上となった後に製袋包装機1000の通常運転を再開する。このような動作により、接続フィルムFJのシール部材162a等への付着による接続フィルムFJの搬送不具合の発生を抑制することができる。
【0203】
(5-2)変形例B
上記実施形態では、製袋包装機1000は、2つの保持機構110a,110bを有するが、これに限定されるものではなく、3つ以上の保持機構を有していてもよい。
【0204】
(5-3)変形例C
上記実施形態では、搬送部の一例としてのピンチローラ168は、接続部162による第1フィルムF1の接続部分F11及び第2フィルムF2の接続部分F21との接続後に、第1フィルムF1と第2フィルムF2との接続箇所がナイフ166に近づくように第1方向D1(通常運転時のフィルムFの搬送方向とは逆方向)に接続フィルムFJを搬送する。ただし、これに限定されるものではなく、例えばナイフ166が、通常運転時のフィルムFの搬送方向において、接続部162より下流に配置されている場合には、ピンチローラ168は、第1フィルムF1と第2フィルムF2との接続箇所がナイフ166に近づくように通常運転時のフィルムFの搬送方向に接続フィルムFJを搬送してもよい。そして、ナイフ166は、ピンチローラ168が接続フィルムFJを所定位置に搬送した後に、第1フィルムF1の終端F1Tと第1フィルムF1の接続部分F11との間の第1フィルムF1の第1所定箇所と、第2フィルムF2の始端F2Lと第2フィルムF2の接続部分F21との間の第2フィルムF2の第2所定箇所と、をまとめて切断してもよい。
【0205】
(5-4)変形例D
上記実施形態では、ピンチローラ168が搬送部として機能するが、これに限定されるものではなく、第1保持機構用モータ114aや第2保持機構用モータ114bが、接続フィルムFJを搬送する搬送部として機能してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0206】
本発明は、使用済フィルムロールのフィルムと交換用フィルムロールのフィルムとの接続部を備えたフィルム供給装置、及び、フィルム供給装置を備えた製袋包装機に広く適用でき有用である。
【符号の説明】
【0207】
100 フィルム供給装置
110a 第1保持機構(第1保持部)
110b 第2保持機構(第2保持部)
114a 第1保持機構用モータ(搬送部)
114b 第2保持機構用モータ(搬送部)
161 冷却部
162 接続部
166 ナイフ(切断部)
168 ピンチローラ(搬送部)
180 張力調整機構(フィルム貯留機構)
185 可動ローラ(搬送部)
200 製袋装置
1000 製袋包装機
F1 第1フィルム
F11 接続部分(第1部分)
F2 第2フィルム
F21 接続部分(第2部分)
FJ 接続フィルム
F1T 第1フィルムの終端
F2L 第2フィルムの始端
FR1 第1フィルムロール
FR2 第2フィルムロール
Po1 第1位置
【先行技術文献】
【特許文献】
【0208】
【文献】特開2008-127092号公報
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11A
図11B
図12A
図12B
図12C
図12D
図12E
図12F
図13
図14